Ihr Partner für Innovation - German Aerospace Center · 2019. 3. 6. · msquare GmbH - Reparatur von Faserverbundwerkstoffen (Luftfahrt, Windenergie, Motorsport etc.) ... mobile

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Ihr Partner für Innovation

DLR-Technologiemarketing

Das DLR-Technologiemarketing ist der Ansprechpartner für innovationsfreudige Handwerksunternehmen jeglicher Größe und übernimmt die Brückenfunktion zwischen Forschung und Wirtschaft, zwischen Produktidee, Innovation und Markt. Das DLR-Technologiemarketing gestaltet und begleitet den Prozess von der Idee bis zur erfolgreichen Markteinführung und unterstützt gezielt die Weiterentwicklung produkt- orientierter Technologien im DLR.

Die Institute und Einrichtungen des DLR liefern als kompetente Technologiegeber und Entwicklungspartner branchenübergreifend und bedarfsorientiert wesentliche Beiträge zu Innovationen der Wirtschaft. Durch eine Kooperation mit dem DLR profitieren Handwerksunternehmen vom Zugriff auf einzigartige Kompe-tenzen und Technologien und erhalten so die Chance, sich Wettbewerbsvorteile durch Zeitvorsprung und Lizenzierung von Schutzrechten zu sichern.

Ihre Ansprechpartner vor Ort:

Das DLR im Überblick

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist das Forschungszentrum der Bundesrepublik Deutschland für Luft- und Raumfahrt. Seine umfangreichen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten in Luftfahrt, Raumfahrt, Energie, Verkehr, Sicherheit und Digitalisierung sind in nationale und internationale Kooperationen eingebunden. Über die eigene Forschung hinaus ist das DLR als Raumfahrtagentur im Auf-trag der Bundesregierung für die Planung und Umsetzung der deutschen Raumfahrtaktivitäten zuständig. Zudem fungiert das DLR als Dachorganisation für einen der größten Projektträger Deutschlands.

DLR.de

Regionalbüro, BraunschweigDr. Frank Holtmann+49 (0) 531 295-3420

Regionalbüro, BerlinDr. Alexander Born+49 (0) 30 67055-155

Regionalbüro, KölnJochen Krampe+49 (0) 2203 601-3665

Regionalbüro, StuttgartOliver Miedaner+49 (0) 711 6862-284

Regionalbüro, OberpfaffenhofenRobert Klarner+49 (0) 8153 28-1782

DLR.de/tm

Liebe Besucherinnen, liebe Besucher,

Innovation2gether – mit unseren Instituten und Kooperationspartnern aus dem Handwerk gemeinsam Innovationen gestalten. Dies ist das Motto des DLR-Technologiemarketings.

Das Handwerk muss sich zunehmend mit den technischen Herausforderungen, wie zum Beispiel der Digitalisierung und den damit verbundenen Anforderungen, auseinandersetzen. Nicht alle technischen Probleme können aber von den Handwerksunternehmen selbst gelöst werden, die Forschung kann hier wertvolle Impulse liefern.

Das DLR ist ein exzellenter Forschungspartner für das Handwerk und der „Lieferant“ für konkrete und innovative Lösungen. Gemeinsam mit dem Handwerk wollen wir Innovations-ideen entwickeln und damit Zukunftsanwendungen, seien es Produkte, Dienstleistungen oder Verfahren, möglich machen. Für uns als Forschungseinrichtung bedeutet dies, unsere Forschungsergebnisse für die praktische Anwendung im Handwerk nutzbar zu machen.

Wir freuen uns, Ihnen auf unserem Messestand ausgewählte DLR-Technologien aus den Bereichen 3D-Druck, Faserverbundstrukturen sowie Simulation und Digitalisierung präsentieren zu können.

Klaus Hamacher Dr. Rolf-Dieter FischerStellvertretender Vorsitzender des Vorstands Leiter DLR-Technologiemarketing

3D-Druck Selektives Laserschmelzverfahren

Systemhaus TechnikStandorte: Köln, Braunschweig, Göttingen, Oberpfaffenhofen und Stuttgart

- Systemhaus Technik ist eine hochtechnisierte Organisationseinheit mit Spezialisie-rung auf die Fertigung komplexer Unikate und bietet Entwicklung, Konstruktion, Unikatfertigung, Teilsystem- und Systemlösungen

- Anwendungsbereiche: Automotive, Logistik/Bahn, Luft- und Raumfahrt- Gesamtheitliche Steuerung von Projekten „aus einer Hand“- Synergien durch Austausch von Erfahrungen aller SHT-Standorte

- Rapid Prototyping nach dem selektiven Laserschmelzverfahren

(SLM)- SLM-Materialien: Aluminium, Titan, Edelstähle, Inconel; Bauteil- größe: 250 x 250 x 280 mm- Fertigung: Präzisionsfertigung, Rapid Prototyping, Fügetech-

nik, Qualitätssicherung inkl. 3D-CNC-Koordinatenvermessung

Kurzbeschreibung Daten und Fakten

BeteiligteAnwendungen und Perspektiven

Das Systemhaus Technik setzt mit seinen Modellen aus der Unikatfertigung Akzente: Radialverdichterlaufrad, Siebstrukturen, Mini-Astronaut etc.

Das selektive Laserschmelzverfahren (SLM) ist eine additive Fertigungstech-nologie, in der verschiedenste Metallpulverwerkstoffe zu einem Modell aufgebaut werden. Mit dem Verfahren können Bauteile hergestellt werden, die mit konven-tionellen Fertigungstechnologien nicht bzw. nur mit erheblichem Aufwand herzu- stellen wären. Großer Vorteil ist der geringe zeitliche Aufwand für die Herstellung komplizierter Prototypen und damit verbunden eine Reduktion der Kosten. Das SLM-Verfahren schmilzt mit hochenergetischen Faserlasern ein feines, pulverförmiges Material lokal auf. Nach dem Erkalten verfestigt sich das Material zu einer porenfreien Struktur. Der Aufbau des Bauteils erfolgt Schicht für Schicht durch Absenken des Bauraumbodens, Neuauflage von Pulver und erneutes Schmelzen. Voraussetzung für die additive Fertigung ist ein digitales, dreidimensionales Modell, dessen Konstruk-tionsdaten direkt aus dem CAD-System und ohne eine vorherige CNC-Programmie-rung in die Maschine eingeladen werden. Mit dem Verfahren können konturnahe Kühlungskanäle, wie z. B. in Triebwerkschaufeln oder Brennkammerbauteilen üblich, in kürzester Zeit mit hoher Qualität hergestellt werden.

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Systemhaus Technik SHT West · Markus Boje

+49 (0) 2203 601-2276 · [email protected] · DLR.de/sht

FlexIn Heat®

Flexible induktive Erwärmung

DLR-Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie in Stuttgartmsquare GmbH

- Reparatur von Faserverbundwerkstoffen (Luftfahrt, Windenergie, Motorsport etc.)- Induktives Fügen von Composite-Strukturen oder hybriden Materialverbunden- Fertigung von Faserverbundbauteilen, Integration der Technologie in Werkzeuge- Berührungslose Energieübertragung in gekrümmte Strukturen- Gleichmäßige Erwärmung von Backwaren

- Flexible Induktionsspule- Lokale und präzise Heizung: Der Bereich der Erwärmung kann individuell angepasst werden- Hohe Temperaturen, bis zu 400 °C können realisiert werden- Schnelle Erwärmung durch hohe Heizraten von über 60 °C/min- Ausgründung 2018 als Firma msquare GmbH (www.msquare-tec.com)- Auszeichnungen: JEC Innovations Award 2015, Horst Rauck Gründer- preis 2018



FlexIn Heat® ist eine innovative Heizmethode, die es ermöglicht, flexibel, schnell, effektiv und präzise Wärme auf eine Oberfläche aufzubringen. Für diese Technologie wurde eine luftgekühlte Induktionsspule entwickelt, die ein gleichmäßiges elek-tromagnetisches Feld erzeugt, wodurch ein elektrisch leitfähiges Gegenstück erhitzt werden kann. Durch die spezielle Herstellungsart ist es möglich, reproduzierbare Spu-len zu erzeugen, die in der Größe beliebig skaliert werden können.

Die patentierte Technologie kann überall dort eingesetzt werden, wo eine schnelle, effektive und gleichmäßige Erwärmung vonnöten ist. Erste Anwendungsfälle wurden bereits bei der Reparatur von Faserverbundwerkstoffen gefunden. Hier ge-währleistet eine zuverlässige Erwärmung, dass die Struktur nach einem Schaden in der Lage ist, die geforderten Lasten wieder zu übertragen. Auch bei der Fertigung von Composite-Bauteilen kann die FlexIn Heat®-Technologie vielversprechend einge-setzt werden und hilft neben dem zuverlässigen Aushärten der Struktur auch beim Sparen von Energie im Produktionsprozess. Durch die einfache Implementierung kön-nen vorhandene Werkzeuge nachgerüstet werden und somit direkt die vorteilhafte Technologie angewendet werden.

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Technologiemarketing · Oliver Miedaner

+49 (0) 711 6862 284 · [email protected] · DLR.de/tm

Integrierter KabelbaumStrukturintegrierte lasttragende Leiterbahnen

DLR-Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik in Braunschweig

- Ersatz des Fahrzeugkabelbaums durch Leiterbahnintegration in den Unterboden- Weitere Möglichkeiten von Funktionsintegrationen in die Karosserie: Antennen,

Beleuchtung, verschiedene Sensoren- Elektrische Leiterbahnen lassen sich auch als Widerstands-Heizsystem verwenden;

Enteisungssysteme in der Luftfahrt bereits demonstriert

- Ersatz des Fahrzeugkabelbaums durch strukturintegrierte elektrische Verbindungen- Herkömmliche Rundkabel werden durch Flachleiter-Design ersetzt und direkt in die Struktur integriert- Minimierung des Fahrzeuggesamt-

gewichts- Sowohl Datensignale (z. B. CAN Bus) als auch Hochspannungsleitungen (bis 6,5 kV) unabhängig realisierbar- Geringerer Montage- und Logistik-

aufwand bei der Herstellung



Die Vision: CAN-Buskommunikation und Stromversorgung lasttragend im Kfz-Unterboden integriert

Mit der steigenden Anzahl an Fahrerassistenzsystemen, Motorsteuergeräten und komplexen Infotainment-Systemen in der Automobilindustrie steigt auch der Ver-kabelungsaufwand für die verschiedenen Sensoren und Aktoren. Das notwendige Bordnetz stellt sowohl die Spannungsversorgung als auch die Datenverbindung zwi-schen den einzelnen Komponenten sicher. In einem modernen Auto werden bis zu 1.500 Leitungen mit Leitungslängen von circa drei Kilometern verlegt und kontaktiert. Dabei trägt der Kabelbaum zum Gesamtgewicht des Fahrzeugs bei, ohne jedoch strukturelle Eigenschaften des Fahrzeugs zu verbessern. In der Luftfahrt werden be-reits seit einigen Jahren viele Strukturteile aus einem Glasfaser/Aluminium-Verbund hergestellt. Es ist daher naheliegend, zukünftige Karosseriebauteile aus einem derart hybridisierten Faserverbundkunststoff zu fertigen und die Signalübertragung und die Spannungsversorgung über die Metalllagen zu realisieren und in die Struktur zu integrieren. Abweichend vom klassischen Aufbau, bei dem Aluminium mit Glasfasern kombiniert wird, ist in Vorversuchen bereits der Einsatz dünner Stahl-folien getestet worden. Grundsätzlich ist für die Leiterbahnen jedoch jedes elektrisch leitfähige Metall denkbar.

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik · Alexander Pototzky

+49 (0) 531 295 3096 · [email protected] · DLR.de/FA

IPSIntegrated Positioning System

DLR-Institut für Optische Sensorsysteme in Berlin

- Industrie 4.0- Einsatz zur Navigation im Allgemeinen- Inspektion von Industrieanlagen, Bergwerken- Einsatz im Bergbau, in der Schiffsinspektion, in Bau- und Infrastrukturprojekten, in der Forstwirtschaft und der Vermessung in der Seismik- Raumfahrt

- Eigenverortung und Zielführung bei Messaufgaben- Robuste, zuverlässige und genaue Basistechnologie - Erstellung von 3D-Punktwolken- Grundlage zur 3D-Modellierung- Visuelle Inspektion mit zeitlich- räumlichem Datenbezug - Digitale Dokumentation- In- und outdoorfähig- Nachgewiesene Anwendung bei

Dokumentation von maritimen Anlagen, im Bergbau, technischen Infrastrukturen, Waldinventuren

- Auszeichnungen: Innovationspreis Berlin Brandenburg 2018



IPS ist ein Multisensorkonzept zur Echtzeit-Eigenverortung und 3D-Kartierung in unbekannten Indoor- und Outdoor-Umgebungen, bei denen externe Verortungsin-frastrukturen (z. B. GNSS, Wi-Fi) nicht bzw. eingeschränkt zur Verfügung stehen.Vorbild für IPS ist der menschliche Orientierungssinn. Seh- und Gleichgewichtssinn werden mittels Stereokamera und inertialer Messeinheit (IMU) sensorisch nachge-bildet und die Sensordaten fusioniert. Das Verfahren ist gegenüber Störungen sehr robust und liefert als Ergebnis in Echtzeit zuverlässige Positions- und Lagein-formationen im Raum. Diese Daten werden dazu verwendet, aus den berechneten Tiefenkarten der IPS-Stereokameradaten räumlich referenzierte Punktwolken nahezu beliebiger Größe zu erzeugen, die als Grundlage anschließender 3D-Modellierung dienen können.

Bei Bedarf können weitere Sensoren (z. B. HD-Kamera) integriert werden. Deren Da-ten werden über IPS zeitlich-räumlich referenziert. Dies ist für verschiedenste visuelle Inspektions- und Dokumentationsaufgaben von großer Bedeutung. IPS wird in Funk-tionalität und Performanz stetig weiterentwickelt. Dazu führt das Institut in Koopera-tion mit Industriepartnern Forschungs- und Entwicklungsarbeiten durch. Das aktuelle mobile Handgerät ist klein, leicht und ideal für schwer zugängliche Bereiche.

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Technologiemarketing · Dr. Alexander Born

+49 (0) 30 67055-155 · [email protected] · DLR.de/tm

Praxisnahe Digitalisierung für KMUSCIL zeigt, wie Unternehmen vom Digitalen Zwilling profitieren

DLR-Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik in OberpfaffenhofenSCIL (Systems & Control Innovation Lab)

- Realitätsnahe Multi-Domänen-Modelle, um digitale Konzepte zu testen („Physikbasierter Digitaler Zwilling“), Simulationen durchzuführen und Ent- wicklungen vorherzusehen

- Nachvollziehbare Darstellung von Regelungsmechanismen im kleinen Maßstab- Planung/Prüfung und Auslegung von industriellen Schnittstellen und Prozessen- Training und Akquise: Verbesserung von Lernprozessen durch Ausgabe intuitiver

Bewegungsanweisungen, frühzeitige Bewerbung im Entwicklungsprozess

Simulation des Baukrans:- Modelica-basiert- Schnittstellen zu üblichen Feldbus-

systemen- Auf Basis der DLR Cables Library und

DLR Visualization LibraryDemonstrator: - Höhe: 2,50 m - Arbeitsradius: 1,90 m- Gewicht: 40 kg - Material: PLA 3D-Druck Filament + Aluminium - Aktorik: Closed-loop-Servo-Gleich- strommotoren auf 12 V-DC-Basis- Ansteuerung: Profinet, Ethercat, Anbindung an Industrieschnitt-

stellen, PLC-Systeme, Analog, Digital I/Os, PWM-Steuerungen



Der Einsatz digitaler Technologien bietet Unternehmen eine Vielzahl an Möglichkei-ten, um Kosten einzusparen, Entwicklungen zu beschleunigen und die Produktquali- tät zu verbessern. Simulationswerkzeuge wie der „physikbasierte Digitale Zwil-ling“ nehmen dabei eine zunehmend wichtige Rolle ein. Um das große Potenzial praxisnah zu veranschaulichen, demonstriert das Systems and Control Innova tion Lab (SCIL) die produktive Einbindung des digitalen Prototypen am Beispiel eines fiktiven Baukrans. Es wird u. a. aufgezeigt, wie Unternehmen Simulationen für Mach- barkeitsstudien, parallele Softwareentwicklung, Konstruktionsunterstützung oder Kundenakquise nutzen können. Mit Hilfe des Digitalen Zwillings können in der Pro-duktentwicklung frühzeitig Schwachstellen erkannt werden. Zudem können Simu-lationen und Tests risikolos durchgeführt werden, ohne den operativen Betrieb zu stören. Mit einer real gekoppelten Anlagensteuerung (SPS) wird auch die virtuel-le Inbetriebnahme des digitalen Prototyps demonstriert. Die Steuerungssoftware kann frühzeitig parallel zur Konstruktion verifiziert werden, dies spart Zeit und Kosten und reduziert die Ausfallzeiten. Das vom DLR-Institut für Systemdynamik und Rege-lungstechnik gegründete Forschungslabor SCIL begleitet kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) Schritt für Schritt bei der Digitalisierung ihrer Produktion und Entwicklung und macht sie so fit für den Wettbewerb.

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik · Dr. Tobias Bellmann

+49 (0) 08153 28-1833 · [email protected] · www.sr-scil.de

Impressum

Herausgeber:Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)Technologiemarketing

Anschrift: Linder Höhe, 51147 Köln

Drucklegung: Köln, März 2019

Bilder: DLR (CC-BY 3.0) Titel: stock.adobe.com

DLR.de/tm

Abdruck (auch von Teilen) oder sonstige Verwendung nur nach vorheriger Absprache mit dem DLR gestattet.Die in den Texten verwendeten weiblichen oder männ- lichen Bezeichnungen für Personengruppen gelten für alle Geschlechter.

Ziel 4: Inklusive, gleichberechtigte und hochwertige Bildung gewährleisten und Möglichkeiten lebenslangen Lernens für alle fördern

Ziel 8: Dauerhaftes, breitenwirksames und nachhaltiges Wirtschaftswachstum, produktive Vollbeschäftigung und menschenwürdige Arbeit für alle fördern

Ziel 9: Eine widerstandsfähige Infrastruktur aufbauen, breitenwirksame und nachhaltige Industrialisierung fördern und Innovationen unterstützen

Ziel 12: Nachhaltige Konsum- und Produktionsmuster sicherstellen

Ziel 13: Umgehend Maßnahmen zur Bekämpfung des Klimawandels und seiner Auswirkungen ergreifen

Erläuterungen

Ziele der Vereinten Nationen für nachhaltige Entwicklung

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Your partner for innovation

DLR Technology Marketing

DLR Technology Marketing is the contact point for innovative craft companies of all sizes. It serves as a bridge between research and industry, and between the product idea, innovation and the market. DLR Technology Marketing shapes the process and sees it all the way through – from the initial idea to the successful market launch, while supporting the development of product-oriented technology at DLR.

As expert technology providers and development partners, DLR’s institutes and facilities provide vital cross-sectoral and demand-oriented contributions to innovation in industry. By working with DLR, craft firms gain access to unique skills and technology that can unlock competitive advantages, giving them a head start and help in securing industrial property rights.

Your local contact:

DLR at a glance

The German Aerospace Center (DLR) is the national aeronautics and space research centre of the Federal Republic of Germany. Its extensive research and development work in aeronautics, space, energy, transport, security and digitalisation is integrated into national and international cooperative ventures. In addition to its own research as Germany’s space agency, DLR has been given responsibility by the federal government for the planning and implementation of the German space programme. DLR is also the umbrella organisation for one of the nation’s largest project management agencies.

DLR.de/en

Regional office, BraunschweigDr. Frank Holtmann+49 (0) 531 295-3420

Regional office, BerlinDr. Alexander Born+49 (0) 30 67055-155

Regional office, CologneJochen Krampe+49 (0) 2203 601-3665

Regional office, StuttgartOliver Miedaner+49 (0) 711 6862-284

Regional office, OberpfaffenhofenRobert Klarner+49 (0) 8153 28-1782

DLR.de/tm/en

Dear visitor,

Innovation2gether – driving collaborative innovation with our institutes and cooperation partners from the craft industry. This is the maxim of DLR Technology Marketing.

Craft industry is increasingly faced with technological challenges such as digitalisation and the associated requirements. However, companies cannot resolve all technical problems on their own. Research can provide valuable input in this regard.

DLR is an excellent research partner for the craft industry and the ‘supplier’ of concrete and innovative solutions. It is our goal to collaborate with the craft industry to develop innovative ideas and, in doing so, make future applications possible – whether as products, services or processes. For us as a research institution, this means making our research findings available for practical implementation by the craft industry.

We look forward to showing you selected DLR technologies from the areas of additive manufacturing, fibre composite structures, simulation and digitalisation at our stand.

Klaus Hamacher Dr. Rolf-Dieter FischerVice Chairman of the DLR Executive Board Director, DLR Technology Marketing

3D printing Selective laser melting

Systemhaus TechnikLocations: Cologne, Braunschweig, Göttingen, Oberpfaffenhofen and Stuttgart

- Systemhaus Technik is a high-tech organisational unit specialising in the manu-facture of complex one-off products and offering perfectly honed development, design, one-off production, as well as subsystem and system solutions

- Areas of application: automotive, logistics/rail, aeronautics and space- Overall management of projects ‘by a single provider’- Synergies through the exchange of experience between all SHT locations

- Rapid prototyping using the selective laser melting process (SLM)

- SLM materials: Aluminium, titanium, stainless steel, Inconel; Component size: 250 × 250 × 280 mm

- Manufacturing: Precision fabrication, rapid prototyping, joining technology, quality assurance, including 3D CNC coordinate measurement

Brief description Facts and figures

Parties involvedApplications and outlook

Systemhaus Technik is setting new standards with its unique components, such as a centrifugal compressor impeller, perforated structures and mini astronauts.

Selective laser melting (SLM) is an additive manufacturing technology in which a wide variety of metal powders can be combined to create a component. This process enables the production of items that could otherwise not be created using conventional manufacturing technologies – or only with considerable effort. Major advantages are the short time required to produce complex prototypes and the associated reduction in costs. The SLM process locally melts finely powdered material using high-energy fibre lasers. After cooling, the material solidifies into a non-porous structure. The component is built up layer after layer by lowering the build platform, applying more powder and melting again. A prerequisite for additive manufacturing is a three-dimensional digital model whose design data are loaded directly into the machine from the CAD system, without prior CNC programming.

This process allows close-contour cooling channels, such as those usually used in engine turbine blades or combustion chamber components, to be produced in a short time and with high quality.

German Aerospace Center (DLR) Systemhaus Technik SHT West · Markus Boje

+49 (0) 2203 601-2276 · [email protected] · DLR.de/sht/en

FlexIn Heat®

Flexible inductive heating

DLR Institute of Structures and Design, Stuttgart, msquare GmbH

- Repair of fibre composite materials (aeronautics, wind energy, motorsports, etc.)- Inductive joining of composite structures or hybrid material composites- Production of fibre-composite components; integration of the technology into tools- Non-contact energy transfer into curved structures- Even heating of baked goods

- Flexible induction coil- Local, precise heating; the shape of

the heated area can be customised- High temperatures can be reached

(up to 400°C)- Fast heating, with high heating rates

(over 60°C/min)- Spin-off founded in 2018 as

msquare GmbH (www.msquare-tec.com)- Awards: JEC Innovations Award

2015, Horst-Rauck Gründerpreis 2018



FlexIn Heat® is an innovative heating method that allows heat to be applied flexibly, fast, effectively and precisely to a surface. The technology developed includes an air-cooled induction coil that generates a uniform electromagnetic field, allowing an electrically conductive counterpart to be heated. The special production method makes it possible to create reproducible coils that can be scaled to any size.

The patented technology can be used wherever fast, effective and uniform heating is required. The first applications have already been identified in the repair of fibre-composite materials. In this case, reliable heating ensures that, following damage, a structure is able to transfer the required loads again. The FlexIn Heat® technology is also proving to be promising for the manufacture of composite components, and, in addition to reliably hardening the structure, helps to save energy in the production process. The simple implementation makes it possible to retrofit existing tools and thus apply this beneficial technology directly.

German Aerospace Center (DLR) Technology Marketing · Oliver Miedaner

+49 (0) 711 6862 284 · [email protected] · DLR.de/tm/en

Integrated wiring harnessStructurally integrated load-bearing conductors

DLR Institute of Composite Structures and Adaptive Systems, Braunschweig

- Replacement of vehicle wiring harness with conductors integrated into the underbody

- More options for integrating functions into the body – antennas, lighting, various sensors

- Electrical conductors can also be used as resistance heating elements; de-icing systems have already been demonstrated for aeronautics

- Replacing the vehicle wiring harness with structurally-integrated electrical connections

- Conventional round cables are replaced with a flat conductor design and integrated directly into the structure.

- Minimisation of the total vehicle weight

- Both data signals (e.g. CAN bus) and high-voltage lines (up to 6.5 kV) can be implemented independently

- Reduced assembly and logistics costs during production



The vision – conductors for data communications and power supply integrated into vehicle underbodies as load-bearing elements. As the number of driver assistance systems, engine control units and complex infotainment systems in the automotive industry increases, the amount of cabling for the various sensors and actuators is also on the rise. The necessary electrical system implements both the supply of power to and the data connections between the individual components. Up to 1500 connections with a combined cable length of around three kilometres are installed in a modern car. The wiring harness adds to the overall weight of the vehicle, without improving any of its structural properties.

In aeronautics, many structural parts have been manufactured from fibreglass-aluminium composites for a number of years. It is therefore obvious that future car body components should be made from this kind of hybridised fibre-composite plastic, while the signal transmission and power supply should be implemented via the metal layers and integrated into the structure. In contrast to conventional structures, in which aluminium is combined with glass fibres, preliminary tests have already tested the use of thin steel foils. In principle, however, any electrically conductive metal could be used for the conductors.

German Aerospace Center (DLR) Institute of Composite Structures and Adaptive Systems · Alexander Pototzky

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IPSIntegrated Positioning System

DLR Institute of Optical Sensor Systems, Berlin

- Industry 4.0- General navigational use- Inspection of industrial plants and mines- Use in mining, ship inspection, construction and infrastructure projects, forestry

and seismic surveying- Spaceflight

- Self-location and guidance for measurement tasks

- Robust, reliable and accurate basic technology

- Creation of 3D point clouds and basis for 3D modelling

- Visual inspection with spatially and temporally referenced data

- Digital documentation- Suitable for indoor and outdoor use- Proven application in the documen-

tation of maritime facilities, mining industry, technical infrastructure and forest inventory

- Awards: Berlin Brandenburg Innovation Prize 2018


Parties involvedApplications and prospects

IPS is a multi-sensor concept for real-time self-location and 3D mapping in unknown indoor and outdoor environments where external location infrastructure such as GNSS or Wi-Fi are unavailable or restricted.

The model for IPS is the human sense of orientation. Visual and balance senses are replicated using a stereo camera and an Inertial Measurement Unit (IMU), and the sensor data are combined. The process is extremely robust in the face of interference and thus provides reliable information about position and location in space in real time. The computed depth maps created using the IPS stereo camera data are used to generate spatially referenced point clouds of almost any size, which can serve as the basis for subsequent 3D modelling.

Other sensors (for example an HD camera) can be integrated as required. Their data are spatially and temporally referenced by IPS. This is very useful for a wide variety of visual inspection and documentation tasks. IPS is constantly being developed to optimise its functionality and performance. The Institute is conducting research and development work for this purpose in cooperation with industrial partners. The current mobile handheld unit is small, light and ideal for areas that are difficult to access.

German Aerospace Center (DLR) Technology Marketing · Dr. Alexander Born

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Practical digitalisation for SMEsSCIL shows how companies can benefit from a digital twin

Institute of System Dynamics and Control, Oberpfaffenhofen SCIL (Systems and Control Innovation Lab)

- Realistic model for testing digital concepts (‘physics-based digital twin’), conducting simulations and predicting developments

- Comprehensible representation of control mechanisms on a small scale- Planning/testing and design of industrial interfaces and processes- Training and business development with the virtual product-improvement of

learning processes through the issuing of intuitive movement commands, early overtures to the client during the development process

Simulation of crane: - Modelica-based- On basis of DLR Cables Library and

DLR Visualization LibraryDemonstrator:- Height: 2.5 m- Working radius: 1.90 m- Weight: 40 kg - Material: PLA 3D-printed filament

+ aluminium - Actuator: Closed-loop servo direct

current motors based on 12V DC- Control: Profinet, EtherCat,

connection with industrial interfaces, PLC systems, analogue + digital I/Os, PWM controllers



The use of digital technologies offers companies a wide range of opportunities to reduce costs, accelerate development and improve product quality. Simulation tools like the ‘physics-based digital twin’ are playing an increasingly important role in this. In order to illustrate the great practical potential, the Systems and Control Innovation Lab (SCIL) demonstrates the productive integration of the digital proto-type using the example of a fictional construction crane. Among other things, it shows how companies can use simulations for feasibility studies, parallel software development, design support and client acquisition. The digital twin can help to detect points of weakness in product development at an early stage. In addition, simulations and tests can be carried out free of risk and without disrupting opera-tions. A real coupled system control also allows the virtual commissioning of the digital prototype to be demonstrated. The control software can be verified at an early stage, in parallel with the design, thus saving time and costs when setting up or programming equipment and reducing downtime.

The SCIL research laboratory, which was established by the DLR Institute of System Dynamics and Control, supports small and medium-sized enterprises (SMEs) step by step through the digitalisation of their production and development processes, thus making them fit to compete. More information can be found at www.sr-scil.de.

German Aerospace Center (DLR) Institute of System Dynamics and Control · Dr. Tobias Bellmann

+49 (0) 08153 28-1833 · [email protected] · www.sr-scil.de

Imprint

Publisher:DLR German Aerospace CenterTechnology Marketing

Address: Linder Höhe, 51147 Cologne, Germany

Place/date of release: Cologne, March 2019

Images: DLR (CC-BY 3.0) Title: stock.adobe.com

DLR.de/tm/en

Content reproduction allowed only with the prior permission of the publisher and must include a reference to the source.

Goal 4: Ensure inclusive and quality education for all and promote lifelong learning

Goal 8: Promote inclusive and sustainable economic growth, employment and decent work for all

Goal 9: Build resilient infrastructure, promote inclusive and sustainable industrialisation, and foster innovation

Goal 12: Ensure sustainable consumption and production patterns

Goal 13: Take urgent action to combat climate change and its impacts

Description

United Nations Sustainable Development Goals

Documents

Ihr Partner für Innovation - German Aerospace Center · 2019. 3. 6. · msquare GmbH - Reparatur von Faserverbundwerkstoffen (Luftfahrt, Windenergie, Motorsport etc.) ... mobile