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Prototypen & Machbarkeitsstudien

Prototypen machen Ideen sichtbar. Neuartige Konzepte – von der Modifikation grundlegender Werkstoffeigenschaften oder Bauweisen bis hin zu innovativen Produkten aus CFK, GFK oder neuen Materialsystemen – können oft nur dann erfolgreich sein, wenn ein greifbarer Prototyp präsentiert wird. Bei der Entwicklung solcher Prototypen bündeln Ingenieure und  Facharbeiter ihr Wissen und ihre Erfahrung. In engmaschiger Zusammenarbeit mit dem sehr flexiblen INVENT-Fertigungsbereich setzen sie kundenorientiert und zielgerichtet die Konzepte bis zur Einzelteilfertigung um.

Innovativer Sensor / Naturfaser-Kanadier / Ultraleichte CFK-Rohre

Im Vordergrund steht dabei stets die optimale Werkstoff- und Verfahrensauswahl mit Blick auf potenzielle Serienanwendungen. Das technische Spektrum der Prototypenentwicklung deckt alle Bereiche ab, mit denen sich INVENT beschäftigt. Sie reichen vom klassischen Faserverbundleichtbau über die Sensorik und Aktuatorik bis zur Anwendung multifunktionaler Werkstoffe. Eine umfassende technische Ausstattung und fundiertes Expertenwissen auf dem neuesten Stand machen das Unternehmen zu einem dynamischen und zuverlässigen Partner für alle Bereiche der Industrie und Forschung, in denen es darum geht, neue Ideen und Technologien in die Realität umzusetzen.

Das breit gefächerte Spektrum der bei INVENT realisierbaren Prototypen gruppiert sich analog zu ihrer Komplexität in vier Klassen: 

Demonstratoren für neue Prozesse und Materialien. Auf Basis neuer Halbzeuge und Fertigungstechniken wird das Funktionsprinzip anhand einfacher Bauteile gezeigt, bevor die neue Technik auf komplexere Bauteile übertragen wird.

Prototypen, die Produktgeometrie und optische Eigenschaften repräsentieren, machen Produkte greifbar. Sie können für Handhabungs- und Einbautests genutzt werden. Solche Prototypen werden von Kunden vor allem für Messeauftritte verwendet. Große Strukturen fertigt INVENT häufig in verkleinertem Maßstab. 

Prototypen zur Funktionsintegration und Darstellung von Bauweisenkonzepten dienen als Nachweis der technischen Machbarkeit. Sie bieten Lösungen für die Fertigungsstrategie mit Blick auf eine folgende Serienproduktion und erlauben in Versuchsprogrammen, die gewünschten Eigenschaften zu analysieren. 

Prototypen, die strukturelle und funktionale Eigenschaften erfüllen, sind das Ergebnis aufwendiger Entwicklungsprogramme. INVENT-Ingenieure setzen die notwendigen Konstruktions- und Berechnungsaufgaben kompetent um. Oft begleiten spezielle Prüfprogramme zur Materialcharakterisierung eine solche komplexe Entwicklung. Tests qualifizieren den Prototypen für den realen Einsatz.

Beispiel BepiColombo - Prototyp eines High Temperature Waveguide

BepiColombo (Bild © ESA – P. Carril)
Prototyp Waveguide

Die Bepi Colombo-Mission der ESA im Jahr 2016 wird der Erkundung des sonnennächsten Planeten Merkur gewidmet sein. Bei dieser Expedition ist der Betrieb eines Mercury Planetary Orbiter geplant. Der Informationsaustausch zwischen Erde und Satelliten soll über die High Temperature High Gain Antenna mittels Mikrowellen stattfinden. Ein Element der Antenne ist der komplexe und gekrümmte High Temperature Waveguide.

Anhand eines Teilstücks mit einer Krümmung von 180° hat INVENT einen Prototypen dieses Waveguides verwirklicht. Der gezielte Einsatz von hochtemperaturfesten Kohlenstofffaserverbundwerkstoffen (CFK) ermöglicht seinen langfristigen Betrieb bei Temperaturen bis zu 250°C in der heißen Region unseres Sonnensystems. Eine Beschichtung des CFK mit einer Metalloberfläche sichert dabei die Übertragungsfähigkeit der Mikrowellen. CFK besitzt zudem einen sehr kleinen bis negativen thermischen Ausdehnungskoeffizienten. Auftretende Schwankungen der Temperatur zwischen der Sonne zu- und abgewandter Seite können daher nur sehr geringe Veränderungen der Querschnittsabmessungen bewirken. Die zuverlässige Übertragung der Mikrowellen ist garantiert.

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