[Forschungsaktivitäten im ECOMAT]

Das Flugzeug von morgen unterscheidet sich grundlegend von heute. Nachhaltige Treibstoffe – wie etwa Wasserstoff – erfordern völlig neue Antriebskonzepte. Damit geht ein Redesign des Flugzeugs einher. Es braucht innovative Materialien, die den hohen Anforderungen standhalten. Neue Materialien heißen aber auch neue Fertigungsprozesse im Flugzeugbau und der Industrie, sowie neue Methoden, um diese zu prüfen.

Die Partnerinnen und Partner im ECOMAT bündeln ihre Kompetenzen, um im Bereich Materials, Processes & Testing die nötigen Weichen zu stellen und die Grundlagen zu schaffen, um die Flugzeugproduktion in die Zukunft zu führen. Hierzu gehört auch Know-how im Bereich der Additiven Fertigung und Materialentwicklung für den 3D-Druck.

Beispiel-Projekte

• CRYOMET: Prozess- und Testverfahren rund um kryogene Tanksysteme
• NaMat: nachhaltige Verbundmaterialien
• LH2-Tank: Entwicklung von Schweißprozessen und Prüfverfahren für Wasserstoff-Tanksysteme von zukünftigen Verkehrsflugzeugen
• WeserCAD: Entwicklung und Testdurchführung von neuen Verfahrenstechniken
• 3D-strain-sense: Structural Health Monitoring mittels gedruckten resistiven Sensoren auf komplexen bionischen Freiformoberflächen

Kompetenzen

• Composites
• Aluminiumwerkstoffe
• Additive Fertigung
• Process Models
• Multi-Material Lösungen
• organischer Maschinenbau / Konstruktion
• Metal Composites
• Eisen-, Kupfer-, Titan- und Nickelwerkstoffe
• Testing (Röntgen, Computer-Tomographie, zerstörende Prüfverfahren, geometrische Messtechnik, linsenlose Mikroskopie)
• Prozessmonitoring (Thermographie, Topographie, Akustik)
• laserbasierte Additive Fertigung (PBF-LB, DED)
• Laserstrahlschweißen, -löten
• laserbasierte Oberflächenstrukturierung
• Laserstrahlpolieren
• Laserstrahlbohren

Im Airbuskonzern nimmt der Standort Bremen eine führende Rolle im Bereich der Hochauftriebssysteme („Moveables“) ein. Neben der Fertigung von Komponenten befindet sich hier auch das Entwicklungszentrum des Flugzeugbauers. Im Zuge der nachhaltigen Transformation in der Luftfahrtindustrie brauch es auch bei den Hochauftriebssystemen neue Materialien und Designs.

Im ECOMAT arbeitet Airbus mit Partnerinnen und Partnern aus Industrie und Forschung daran, Fertigungsverfahren, Designs sowie Prüfmethoden weiterzuentwickeln. Dieses Kompetenzcluster stellt eine einzigartige Ansammlung an Know-how dar, das von der offenen, interdisziplinär arbeitenden Community im ECOMAT profitiert.

Beispiel-Projekte

• Clean Aviation UPWing
• LuFo6.3 AirTiMe

Die Digitalisierung bietet die Chance, die Entwicklungszyklen in Hochtechnologiebranchen wie dem Flugzeugbau effizienter zu gestalten. Die konsequente Verbindung aller Bereiche und Entwicklungsphasen des Flugzeugbaus über digitale Schnittstellen, das Nutzen digitaler Zwillinge, moderner Virtualisierungs- und Simulationstechnologien und künstlicher Intelligenz ermöglichen es, den Entwurf, die Fertigung, Tests und Zulassung klimafreundlicher Technologien und Komponenten sowie deren Integration in neue Flugzeugprogramme entscheidend zu beschleunigen.

Innerhalb des ECOMAT wird im Virtual Product House (VPH) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt daran geforscht. Das VPH ist ein Integrationszentrum und Plateau mit mehreren DLR-Instituten, Industriepartnerinnen und -partnern und der Zulassungsbehörde EASA. Zu den Schwerpunkten im VPH gehört ein digitaler End-to-End-Simulationsprozess zur durchgängigen Verknüpfung der Bereiche virtueller Entwurf, virtuelle Fertigung sowie virtuelle Tests und Zulassung, inklusive physischer Tests und Versuche für die Validierung und Demonstration. Der Fokus liegt auf der beschleunigten Entwicklung hocheffizienter Flügel- und Moveables-Komponenten sowie kryogener Wasserstofftanks.

Beispiel-Projekte

• CRYOMET: Prozess- und Testverfahren rund um kryogene Tanksysteme
• VPH-Startprojekt „multifunktionale Steuerfläche“
• VPH 2.0: Virtual Product House 2.0 im ECOMAT: virtuelle Produktentwicklung für klimafreundliche Flugzeuge
• Clean Aviation UPWing
• LuFo6.3 AirTiMe

Kompetenzen

• virtuelle Produktentwicklung und Zulassung
• End-to-End-Prozess: (virtuelle) Auslegung -> Fertigung -> Tests/Zulassung
• Entwicklung klimafreundlicher Flugzeugkomponenten: hochgestreckte Flügel-/Moveables-Konzepte, kryogene Wasserstofftanks

Grüner Wasserstoff spielt in der Luftfahrt künftig eine zentrale Rolle. In Form kryogenen Wasserstoffs (auf minus 253 Grad Celsius heruntergekühlt) dient er als nachhaltiger Energieträger. Für die Luftfahrtbranche ist die Verwendung von Wasserstoff neu – und dementsprechend müssen alle Prozesse von der Flugzeugentwicklung und -fertigung bis hin zum Handling im Alltag weiterentwickelt werden.

Im ECOMAT treffen Partnerinnen und Partner aus Industrie und Forschung zusammen, um diese Herausforderung gemeinsam zu meistern: Sie kommen aus der Luftfahrttechnik, Materialwissenschaften, Prozess- und Fertigungsplanung und vielen weiteren Bereichen.

Beispiel-Projekte

• CRYOMET: Prozess- und Testverfahren rund um kryogene Tanksysteme
• CRYOLAB: Testlabor für Wasserstoffanwendungen

Kompetenzen

• Cryogenic Testing (strukturell, Dichtigkeit, Sloshing)
• Laserstrahlschweißen

Luft- und Raumfahrt gehören eng zusammen. Nicht nur am Standort Bremen mit seinen ausgeprägten Kompetenzen in beiden Bereichen, sondern auch technisch: Denn viele Herausforderungen, aber auch technische Lösungen lassen sich von der einen Disziplin in die andere adaptieren. Ein Beispiel ist Wasserstoff als Energieträger, der in der Raumfahrt bereits seit Jahrzehnten verwendet wird. Vom gegenseitigen Austausch profitieren somit alle.

Im ECOMAT liegt ein Forschungsschwerpunkt auf der Raumfahrt und ihren Transferanwendungen hin in andere Branchen – allen voran die Luftfahrt.

Beispiel-Projekte

• Space-Debris (Konzeptphase)

Kompetenzen

• Umlaufbahnvorhersage
• Life Cycle Analysis
• integriertes Condition Monitoring

Luftfahrtforschungsprojekte, auch unter der Anwendung von Wasserstofftechnologien, spielen eine entscheidende Rolle bei der Transformation der Transportsysteme hin zu einer nachhaltigeren Zukunft. Durch die gezielte Förderung von Forschungsprojekten investiert die Allgemeinheit in innovative Zukunftstechnologien, die die Umweltbelastung reduzieren und die Luftfahrtindustrie in eine emissionsfreiere Ära führen. Die lokale, nationale und europäische Förderung von Projektinitiativen sind essenzielle Voraussetzungen insbesondere für Forschungsaktivitäten mit hohem Projektrisiko.

Im ECOMAT werden Förderprojekte initiiert, technische Expertise und strategische Partnerschaften gefördert sowie kollaborative Forschungsprojekte unter anderem auf europäischem Parkett geleitet. Know-how wird hiermit aktiv nach Bremen geleitet, gesteuert und weiterentwickelt. Coworking-Plätze im ECOMAT ergänzen die Zusammenarbeit vor Ort für Kundinnen und Kunden, Projektpartner:innen und Lieferantinnen und Lieferanten.

Beispiel-Projekte

• EU Clean Aviation ACAP – SMR aircraft architecture and technology integration project
• Clean Aviation UP Wing – Ultra Performance Wing
• CleanSky2 LPA – Large Passenger Aircraft Innovative Aircraft Demonstrator Platform

Kompetenzen

• Initiierung, Planung, Ausführung, Überwachung, Steuerung und Abschluss von geförderten Forschungsprojekten
• Coworking-Plätze direkt vor Ort