Research and Technology im ZAL
Centers of Competence

Im Bereich Forschung & Technologie konzentriert sich das ZAL auf drei Kompetenzfelder - den sogenannten Center of Competence (CoC). Die thematische Ausrichtung der Kompetenzfelder repräsentiert einen wichtigen Teil des Technologie-Fokus am Luftfahrtstandort Hamburg und ist gleichzeitig die strukturelle Basis für den Aufbau des Forschungsnetzwerks Luftfahrt der Metropolregion. Die Themen werden mit anderen norddeutschen Technologie-Zentren und bundesweit abgestimmt. Mit Hilfe der drei CoCs soll ein Forschungsnetzwerk Luftfahrt etabliert werden, das - unter Einbeziehung lokaler und internationaler Experten - ausgewählte Fragestellungen bearbeitet.

In den drei Center of Competence (CoC) werden die Themenschwerpunkte mit den R&T-Roadmaps der Industriepartner Airbus und Lufthansa Technik abgestimmt. Für die ausgewählten Themen werden in den CoCs Kompetenzen aufgebaut, deren Schwerpunkt auf ergänzenden, themenspezifischen Technologie-Nischen liegt.

Diese Kompetenzen werden zu R&T-Dienstleistungen weiterentwickelt und den Industriepartnern angeboten. Darüber hinaus stellt das ZAL für die Durchführung von Forschungs- und Technologieaktivitäten diverse Test-Infrastrukturen bereit, welche thematisch auf die CoCs zugeschnitten sind.

Die CoCs gliedern sich in die Bereiche:  CoC Aircraft Manufacturing & MRO, CoC Cabin & Systems und CoC Digitalization Technology.

Kontakt
Center of Competence
Aircraft Manufacturing & MRO

Additive Manufacturing

  • Hybrid manufacturing: Unter der Hybriden Fertigung versteht zum einen die Kombination verschiedener Verfahren, wie im robotergeführten Druckprozess die Kombination aus Additiver Fertigung und Robotik. Zum anderen begreift man darunter die Weiterbearbeitung konventionell gefertigter Produkte durch Additive Fertigung. Somit werden die Vorteile kostengünstiger konventioneller Fertigungsverfahren mit den Vorzügen der Additiven Fertigung vereint.
  • Function integration: Additive Fertigung bietet nicht nur neue Möglichkeiten in der Umgestaltung bestehender Bauteile, sondern auch die Option mehrere Funktionen in einem Bauteil zusammenzufassen. Dies ist ebenfalls im additiven Fertigungsprozess selbst möglich, da dieser in eine lange Prozesskette eingebettet ist. Die Zusammenführung verschiedener Verfahren spielt hierbei eine große Rolle, um den Fertigungsprozess zu beschleunigen.

 

Robotic & Automation Technology

  • Human-Machine-Interaction: Die jüngsten Entwicklungen im Bereich der Mensch-Maschine-Kooperation ermöglichen es, dass Bediener und Roboter im gleichen Arbeitsraum tätig sind und somit Arbeiten Hand in Hand ausgeführt werden können. Insbesondere für die Luftfahrtindustrie, in der überwiegend manuelle Fertigungs- und Montageprozesse angewendet werden, stellt diese Technologie einen Meilenstein auf dem Weg zu mehr Automatisierungstechnik dar.
  • Lightweight robotics & support systems: Leichtbauroboter zeichnen sich durch hohe Flexibilität bei gleichzeitig geringen Kosten aus. Einfache und intuitive Programmierung und Bedienung ermöglichen es sehr schnell, Automatisierungslösungen umzusetzen und so die Anwendungsbereiche der klassischen Robotertechnik zu erweitern. Aufgrund der leichten Bauform und der integrierten Sicherheitsmechanismen können neue Sicherheitskonzepte angewendet und Fertigungsszenarien neu bewertet werden.

 

Laser Shock Peening

  • Residual Stress Engineering: Das Laser Shock Peening, kurz LSP, ist ein innovatives Verfahren zur Verbesserung der Betriebsfestigkeit von Bauteilen. Hierbei werden gezielt Eigenspannungen in das Bauteil eingebracht, deren Einfluss sowohl während der Designphase als auch für die nachträgliche Verbesserung und die Reparatur von Leichtbaustrukturen geeignet ist.
  • Laser Peen Forming: Beim Laser Peen Forming werden durch Laserbearbeitung eingebrachte plastische Dehnungen gezielt genutzt, um Bauteile in komplexe Freiformflächen umzumodellieren. Hierfür ist kein formgebendes Werkzeug notwendig. Dies ist bereits vom Shot Peen Forming bekannt, jedoch sind beim LPF-Verfahren tiefere plastische Dehnungen erreichbar, so dass auch zwei cm dicke Aluminiumplatten umgeformt werden können.
Center of Competence
Cabin & Systems

Passenger Experience

  • Acoustics & Vibration: Im Kompetenzfeld Acoustics & Vibration entwickeln wir akustische Kabinenkonzepte im weltweit einmaligen ZAL Acoustic Lab und dem Acoustic Flight Lab Demonstrator. Hierzu zählen z.B. Schall- und Schwingungsmessungen für neue Materialien sowie die Integration von elektroakustischen Systemen in die Flugzeugkabine.
  • Lighting & Projection: Beleuchtung und Lichtprojektionen sind heute wichtige Elemente zur Differenzierung von Flugzeugkabinen. In diesem Kompetenzfeld forschen wir mit unseren Partnern an innovativen Lösungen für die Kabinen von Morgen.

 

Systems

  • Air & Power Systems: In diesem Kompetenzfeld entwickeln wir neue Wärmemanagement-Lösungen für die Avionic und Leistungselektronik. Im eigenen Teststand validieren wir z.B. passive Zweiphasen-Kühlkonzepte.
  • Cabin Sensor Integration: Die Digitalisierung von Kabinenprozessen erfordert die Integration von immer mehr Sensoren in die Flugzeugkabine. In diesem Forschungsfeld widmen wir uns der Erforschung leistungsfähiger, robuster und kostengünstiger Kabinensensorik.

 

 

  • Data & Power Net: Technologische Trends wie More Electric Aircraft und Connectivity stellen immer höhere Anforderungen an die Daten- und Stromnetzarchitekturen. In diesem Themenfeld treiben wir die zukünftigen Netzwerkarchitekturen und -technologien voran.
  • Fuel Cell Technology: Brennstoffzellen bieten eine umweltfreundliche und autarke Energieversorgung. In diesem Kompetenzfeld testen wir Brennstoffzellen im Fuel Cell Test Lab und entwickeln gemeinsam mit Partnern Brennstoffzellensysteme für die Luftfahrt.

 

Future Cabin Architecture

  • Cabin Flexibility & New Seating Areas: Eine weitere Effizienzsteigerung in der Luftfahrt kann unter anderem durch den Gebrauch von bisher ungenutzten Reserven im Flugzeug erreicht werden. Partner des ZAL TechCenters forschen gemeinsam an der Entwicklung innovativer Kabinenkonzepte, wie zum Beispiel neuartige Frachtraumlösungen.

 

 

Center of Competence
Digitalization Technologies

Monitoring, Diagnostics & Prognostics

  • Business Understanding: Die Digitalisierung ist in aller Munde - doch was bedeutet sie überhaupt? Um eine wertschöpfende Digitalisierung zu erzielen ist es entscheidend, den Geschäftsprozess in den Mittelpunkt zu stellen und ihn im Detail zu verstehen. In diesem Bereich bringen wir unsere Erfahrung in der Flugzeugfertigung und -instandhaltung ein und analysieren gemeinsam mit unseren Kunden und Forschungspartnern diverse Prozesse und erarbeiten Lösungsvorschläge.
  • Data Acquisition: Big Data ist zu einem geläufigen Schlagwort geworden. Um Daten zu generieren und aus verschiedenen Quellen zusammenzuführen sind oftmals aber große Anstrengungen vonnöten. Wir entwickeln Ansätze, wie man Daten mittels Sensorik erzeugt und wie sie mit Hilfe von Big Data Tools zu einer einheitlichen Datenbasis zusammengestellt werden können. Weiterhin forschen wir an der Erzeugung von synthetischen Daten anhand realistischer Simulation.
  • Predictive Data Modelling: Komplexe Probleme lassen sich oftmals nicht durch klassische, regelbasierte Programmierung lösen. In den letzten Jahren haben lernende Systeme in der Praxis gezeigt, dass sie zu guten und flexiblen Problemlösungen führen. Wir nutzen Machine Learning und Deep Learning Algorithmen, um aus mehrdimensionalen Datensätzen Modelle zu entwickeln, welche den zugrundeliegenden Geschäftsprozess optimieren bzw. automatisieren.

 

 

  • Model Deployment: Für die effiziente Nutzung der entwickelten Modelle, arbeiten wir gemeinsam mit unseren Partnern an der praktischen Umsetzung dieser Modelle. Hierfür berücksichtigen wir insbesondere die Infrastrukturanforderungen und die Usability der entwickelten Lösungen.

 

Digital Transformation

  • Digital Products & Services: Zusammen mit unseren Partnern im ZAL TechCenter arbeiten wir an Projekten zur Entwicklung und Umsetzung von innovativen digitalen Produkten und Dienstleistungen.
  • Digital Processes: Digitale Prozesse sind in der Lage viele Geschäftsprozesse grundlegend zu optimieren. Hier arbeiten wir mit unseren Kunden aus der Flugzeugfertigung und MRO an neuen Ansätzen zur Digitalisierung von Prozessen unter Verwendung der neusten Technologien.
  • New Business Models & Cultures: Viele Unternehmen im ZAL TechCenter forschen an neuen Business Modellen und dem einhergehenden Kulturwandel. Wir unterstützen und beraten unsere Partner durch Know-How in dieser Domäne.