Entwicklung, Fertigung und Flugerprobung eines CFK-Raketenmoduls
Die Reduktion des Strukturgewichts ist bei Luft- und Raumfahrtanwendungen und insbesondere Raketenstrukturen von entscheidender Bedeutung. Im Rahmen der Höhenforschungs-Raketenmission REXUS wurde am Lehrstuhl für Carbon Composites (LCC) ein Fertigungskonzept für ein thermoplastisches Faserverbundmodul einer Höhenforschungsrakete entwickelt und umgesetzt. Für die Fertigung wird der Automated Fiber Placement Prozess kombiniert mit Strukturen aus gepresstem Langfaserverstärktem Thermoplast (LFT). Dabei wird das AFP-Laminat und seine Anbindung an die LFT-Struktur mittels in situ Konsolidierung hergestellt.
Das entwickelte Modul ist über 40% leichter als die herkömmlichen Aluminiummodule und wurde am 4. März 2019 als struktureller Teil der Rakete REXUS 23 auf eine Höhe von 75,42 km gestartet. Das Projekt wurde am LCC von mehreren Wissenschaftlichen Mitarbeitern mit Hilfe diverser Studenten der Fakultäten für Maschinenwesen sowie Elektro- und Informationstechnik umgesetzt. Darüber hinaus wurde das Projekt unterstützt durch die Mobile Raketenbasis (MORABA) des DLR in Oberpfaffenhofen, das Zentrum für Angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) in Bremen, die Universität der Bundeswehr in Neubiberg, das Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie des DLR in Stuttgart und Augsburg sowie das DLR Raumfahrtmanagement in Bonn. Die Fördermittel wurden durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) bereitgestellt.
Der Forschungs- und Technologiestandort München genießt seit Jahrzehnten weltweit einen ausgezeichneten Ruf auf dem Gebiet der Luft- und Raumfahrt sowie Sicherheitstechnologie. Durch Spitzenforschung, Aus- und Weiterbildung auf höchstem internationalen Niveau, Fördern von unternehmerischem Denken und weltweite Vernetzung an einem der traditionsreichsten Hochtechnologie-Standorte Deutschlands wird es gelingen, die Wettbewerbsfähigkeit und die Innovationsführerschaft nachhaltig zu festigen. Dafür steht der Ludwig Bölkow Campus (LBC). Die Konsortialpartner des LBC sowie als weiterer Partner das DLR und der Freistaat Bayern haben dieses Vorhaben gemeinsam auf den Weg gebracht, damit Bayern auch in Zukunft auf diesen wichtigen Zukunftsmärkten weltweit eine Spitzenposition besetzt. Für dieses Ziel arbeiten die Ludwig Bölkow Campus GmbH und der Munich Aerospace e.V. eng zusammen.
MAI Carbon ist einer von fünf Spitzenclustern, die von einer unabhängigen Jury am 19. Januar 2012 in der dritten Runde des Spitzencluster-Wettbewerbs zur Förderung vom Bundesministerum für Bildung und Forschung (BMBF) empfohlen wurden. Der Cluster im Städtedreieck München, Augsburg, Ingolstadt verfolgt das Ziel, die CFK-Technologie bis 2020 großindustriell für verschiedene Anwenderbranchen in Deutschland zu implementieren. Um dieses Ziel zu erreichen, sind Sprunginnovationen entlang des kompletten Bauteil-Lebenszyklus erforderlich, d. h. ausgehend vom Faser- und Matrixmaterial über die Fertigung der Bauteile und Produktsysteme bis hin zu schlüssigen Recyclingkonzepten.
Im Cluster bündeln mehr als 50 Partner, die auch Mitglied im Carbon Composites e.V. (CCeV) sind, ihr Wissen, um die Technologieführerschaft beim Einsatz von CFK-Bauteilen in der Massenproduktion auszubauen und Deutschland im Bereich Faserverbundtechnik zum weltweiten Vorreiter zu machen. Die intensive Zusammenarbeit namhafter deutscher Großunternehmen und Technologieführer der Anwendungsbranchen Automobilbau, Luft- und Raumfahrt, Maschinen- und Anlagenbau sowie Faser- und Halbzeughersteller macht den Spitzencluster MAI Carbon einzigartig.
Gründungspartner von MAI Carbon sind die Unternehmen Audi, BMW, Premium AEROTEC, Eurocopter, Voith und SGL Carbon, sowie die IHK Schwaben, der Lehrstuhl für Carbon Composites (LCC) der TU München und der Carbon Composites e.V.
Carbon Composites e.V. (CCeV) ist ein Verbund von Unternehmen und Forschungs- einrichtungen, der die gesamte Wertschöpfungskette der Hochleistungs-Faserverbundwerkstoffe abdeckt. CCeV vernetzt Forschung und Wirtschaft in Deutschland, Österreich und der Schweiz.
CCeV versteht sich als Kompetenznetzwerk zur Förderung der Anwendung von Faserverbund- werkstoffen. Die Aktivitäten von CCeV sind auf die Produktgruppe „Marktfähige Hochleistungs-Faserverbundstrukturen“ ausgerichtet. Schwerpunkte liegen auf Faserverbundstrukturen mit Kunststoffmatrices, wie sie aus vielen Anwendungen auch einer breiteren Öffentlichkeit bekannt sind, sowie auf Faserverbundstrukturen mit Keramikmatrices mit ihren höheren Temperatur- und Verschleißbeständigkeiten.
CCeV wurde 2007 gegründet und vertritt über 200 Mitglieder, darunter Forschungseinrichtungen, Großunternehmen, kleine und mittlere Unternehmen, assoziierte Mitglieder sowie unterstützende Organisationen. Sitz des Vereins ist Augsburg.
Die Munich Composites GmbH wurde im Mai 2011 als Spin-off-Unternehmen des Lehrstuhls für Carbon Composites an der Technischen Universität München gegründet. Die Munich Composites GmbH bietet ihren Kunden die ganzheitliche Fertigung von geflochtenen (Hohl-) Bauteilen mit speziell entwickelten Kernsystemen (BRAID mandrel) an.
Anfang 2010 wurde an der Technischen Universität München die Idee geboren, ein optimal auf die Kundenanforderungen und den Mobilitätsbedarf der Zukunft zugeschnittenes Elektrofahrzeug von Grund auf neu zu entwerfen, als Versuchsträger aufzubauen und zu erforschen. MUTE vereint Innovationen aus Wissenschaft und Forschung von 20 Lehrstühlen der TUM in einem Fahrzeug und in der Anbindung des Fahrzeugs in die Mobilitäts-Infrastruktur. Der LCC war für die Entwicklung einer Umflechttechnologie für automatisierte und schnelle Fertigung von Crashprofilen verantwortlich.