Unternehmen: Produktentwicklung

Produktentwicklung

Wir bieten eine ganzheitliche Entwicklung und Realisierung von Faserverbundwerkstoffen und Leichtbauprodukten an. Dabei wird die gesamte Entwicklungskette von der Konzeption über Design sowie Dimensionierung bis hin zur Qualifikation von Prototypen- und Serienfertigung abgedeckt. Je nach Bedarf können ein oder mehrere Glieder der Entwicklungskette als Dienstleistung oder Gesamtpaket angeboten werden. INVENT legt  besonderen Wert auf die zielgerichtete und kundenorientierte Bearbeitung der Projekte und kann auf eine mehr als zwanzigjährige Erfahrung zurückgreifen.

Entwicklungskette

Die Basis für eine erfolgreiche Produktentwicklung ist eine zielgerichtete Entwicklungslogik und deren Umsetzung. Diese richtet sich in der Regel nach Kundenanforderungen, die Produkteigenschaften, Qualifikations- und Qualitätsanforderungen spezifizieren. Auf Basis dieser Anforderungen werden Lösungsansätze erarbeitet und im weiteren Verlauf des Projektes detailliert dargestellt. Als Kernaufgaben für die Entwicklung von Faserverbundprodukten lassen sich hier die Bauweisenentwicklung, faserverbundgerechte Konstruktion, Methodik zur Strukturanalyse sowie die Auswahl geeigneter Fasern und Matrixhalbzeuge nennen. Erfolgt die Produktentwicklung mit dem Ziel einer Prototypen- oder Serienfertigung, ist die Auswahl der Fertigungstechnik und das damit einhergehende Werkzeugkonzept von grundlegender Bedeutung.

Faserverbundwerkstoffe sind konstruierbare Werkstoffe. Die Bauteileigenschaften erreichen wir gezielt durch Auswahl des Fasermaterials und der Orientierung der Fasern. Die Verwendung dieser richtungsabhängigen Materialeigenschaften ergibt eine bessere Werkstoffausnutzung, so dass leichtere und leistungsfähigere Strukturen realisiert werden. Ein weiterer Punkt bei der faserverbundgerechten Konstruktion ist die Anbindung der Bauteile an die umgebenden Strukturen. Häufig erfolgt diese durch etablierte Verbindungstechniken wie Schrauben, Nieten oder Formschluss. Aus diesem Grund muss der Faserverbundaufbau an den Schnittstellen entsprechend angepasst oder durch metallische Komponenten wie zum Beispiel Inserts und Brackets angepasst werden. Es entsteht die sogenannte Hybridbauweise. Wir können hier auf eine große Spanne unterschiedlichster Integrationslösungen zurückgreifen, die im Laufe der Jahre für Luft- und Raumfahrt, aber auch industrielle Anwendungen entwickelt, umgesetzt und qualifiziert wurden. Für das Design und die Konstruktion verwenden wir Catia® V5.

Die Strukturanalyse stellt einen wichtigen Bestandteil bei der Entwicklung von Hochleistungsfaserverbundwerkstoffen dar. Aufgrund zahlreicher Einflussgrößen erfordert die Strukturanalyse von Faserverbundwerkstoffen spezielles Know-how. Das Wissen umfasst dabei statische Nachweisverfahren, dynamische Analysen und Stabilitätsberechnungen. Ziel ist in der Regel die Optimierung der Strukturen hinsichtlich Masse und Funktion. Zum Einsatz kommen sowohl analytische als auch numerische Methoden. Zur analytischen Berechnung von Faserverbundstrukturen werden ESAComp® und Compositor®, beides spezielle Programme zur Berechnung von Compositestrukturen, verwendet. Die numerischen Analysen erfolgen mit dem Programmsystem Ansys® Classic und Ansys® Workbench.

Als nächster Schritt in der Produktentwicklung folgt die Qualifikation von Materialien und Bauweisen, um die Übereinstimmung mit der Spezifikation nachzuweisen. Über die Jahre wurden zahlreiche Qualifikationsprogramme von uns betreut und erfolgreich abgeschlossen. Hierzu gehören Prüfprogramme zur Qualifikation von speziellen oder neuen Faserverbundmaterialien, insbesondere für den Raumfahrtbereich (Exomars, Euclid, Sentinel). Ziel dieser Programme ist die Ermittlung von mechanischen und thermischen Eigenschaften sowie die Ableitung von sogenannten desing allowables als Basis für die Strukturanalyse. Daneben qualifizierten wir im Rahmen von Entwicklungsprojekten ganze Bauteile und Baugruppen in den unterschiedlichsten Bereichen. Beispielhaft lassen sich hier Crash-Element und Helikopterskier für den NH90 Militärhubschrauber, Tragstrukturen für den europäischen Wettersatelliten ,,Meteosat Third Generation“ sowie Helium Tanks und Tertiärstrukturen für den Exomars Orbiter nennen.

Dipl.-Ing.
Holger Schmitz

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