TIRIKA - Additive Fertigung und Reparatur von Flugzeugstrukturen in einer digitalen und bewertbaren Kreislaufwirtschaft

Abstract

Die nachhaltige Weiterentwicklung der Luftfahrt schließt insb. die Kreislaufwirtschaft der verwendeten Werkstoffe sowie die akkurate, digitale Abbildung der eingesetzten Prozesse ein. Im Rahmen dieses Vorhabens wurde für einen exemplarischen Produktionsprozess eine Ökobilanzierung, bestehend aus Datensammlung, Modellierung und Berechnung der Umweltauswirkungen, durchgeführt. Ein besonderer Fokus lag auf der detaillierten Erfassung aller für die Ökobilanz relevanten Stoff- und Energieströme auf Prozessebene. Bewertet wurde dabei die Verarbeitung eines teilkristallinen Hochleistungsthermoplasten in einem additiven Extrusionsverfahren. Dazu wurden ein ganzheitliches Wiederverwertungskonzept erarbeitet, in dem Material über mehrere Zyklen hinweg verarbeitet und in getrennten Kreisläufen (aufbereitet und nicht aufbereitet) weiterverarbeitet wird. Parallel dazu wurde die Prozesstechnik sowohl hardware- als auch steuerungsseitig für die Rezyklatverarbeitung optimiert. Eine begleitende prüfgestützte Materialbewertung erlaubte darüber hinaus, ein zyklenabhängiges Materialmodell zu erstellen. Die Digitalisierung von Prozessen wurde anhand einer Reparaturprozesskette demonstriert. Hierbei wurde durch die digitale Abbildung aller relevanten Prozessschritte und die Homogenisierung der Informationsschnittstellen eine digitale Durchgängigkeit erreicht. Durch gezielte Änderungen im Prozessablauf konnten basierend darauf Potenziale zur Effizienzsteigerung aufgezeigt werden.