leichtbau bei recaro aircraft seating

LEICHTBAU BEI RECARO AIRCRAFT SEATING
René Dankwerth, Vice President Research & Development
LEICHTBAU BEI RECARO AIRCRAFT SEATING │ VERSION 01 │ 13. MÄRZ 2013│ ABTEILUNG │ D
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LEICHTBAU BEI RECARO AIRCRAFT SEATING
Anforderungen und Herausforderungen von Flugzeugsitzen
Heutzutage reisen viele mit dem Flugzeug. Wie viele ...
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Anforderungen und Herausforderungen von Flugzeugsitzen
International denken...
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LEICHTBAU BEI RECARO AIRCRAFT SEATING
Anforderungen und Herausforderungen von Flugzeugsitzen
Einige Fakten zum Status quo
1.629 Fluggesellschaften (2010)
27.271 kommerzielle Flugzeuge in Betrieb
(21.600 Jets und 5.671 Turboprops)
3.733 Flughäfen (2010)
29,6 Millionen planmäßige Abflüge pro Jahr
(ein Jahr hat mehr als 31,5 Millionen
Sekunden)
Die Kapazitätsnutzung in der Luftfahrt beträgt
78,4% (Auslastungsfaktor der Branche für
2010) und ist damit besser als im Straßenund Schienenverkehr.
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Anforderungen und Herausforderungen von Flugzeugsitzen
Massentransport!
Qantas A380-800 (OQA, MSN14): 336 Sitze in der Economy Class
(102 Sitzreihen, 54 verschiedene Teilenummern)
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Anforderungen und Herausforderungen von Flugzeugsitzen
"Gewicht sparen..."
Für den Transport von 1 Kilogramm Ladung über den Atlantik wird rund 1 Liter
Kerosin benötigt.
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=
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Anforderungen und Herausforderungen von Flugzeugsitzen
"Wirtschaftlich denken..."
2007: rund 200.000.000 Tonnen Treibstoff
Treibstoffkosten rund US$ 200.000.000.000 bzw.
rund € 280.000.000.000
(= Bruttoinlandsprodukt von Österreich im Jahr 2009)
Allein Lufthansa bezahlt fast € 5.000.000.000 für Treibstoff
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Anforderungen und Herausforderungen von Flugzeugsitzen
Zuverlässigkeit und Nachhaltigkeit...
Ein Auto müsste 86 Jahre lang gefahren werden, damit die
Sitze ebenso starke Abnutzungserscheinungen aufweisen
würden wie nach der normalen Lebensdauer eines Flugzeugs
(für gewöhnlich zwischen 6 und 10 Jahre).
Weibull
F (t ) = 1 − e
MTBF =
t
− 
T 
b
1
λ
Ford Model T, 1921
RECARO CL3620
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Von der Strategie zum Leichtbau
•
Strategische Leitlinie: Schwerpunkt auf ökologischen ("grünen") Aspekten
•
•
•
CO2-Emissionen der Luftfahrt
2% der globalen Emissionen aufgrund des Luftverkehrs
Auswirkungen auf die globale Erwärmung sind aufgrund von NOx und den
Emissionen in großer Höhe deutlich erhöht.
IATA will die Emissionen bis 2050 um 50% reduzieren.
•
•
•
•
•
Neben der Verwendung des Produkts ist eine Bewertung über den
gesamten Lebenszyklus erforderlich.
Design und Bau
Nutzung und Wartung
Wiederverwendung und Recycling
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2003
2004
2005
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2006
2007
Integrierte Sitzverstellung
Schaumstoffersatz
Armlehne aus Spritzguss
Armauflage aus Spritzguss
Netz an Sitzunterseite
Drehstab
Topologie Distanzschiene
Armlehne aus Kohlenstoff
Einziges Tragrohr
Fußnetz
Integriertes Stuhlbein
Hammock-Kopfstütze
Kopfstütze
Rahmenprofil Rückenlehne
Pneum. Kissen
Aluminium-Tragrohr
Tragrohr-Topologie
Textil-Schwimmweste
Schwimmweste P.
Armlehne aus Aluminiumguss
Sitzschale aus Kunststoff
Netz an Rückenlehne
Rückenlehne aus Kohlenstoff
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Leichtbau-Design
Die wichtigsten Innovationen im Leichtbau bei RECARO Aircraft Seating seit 2003.
Funktionalität
Konzepte
Materialien
Technologien
2008
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2009
2010
2011
Zukunft...
t
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Von der Strategie zum Leichtbau
Leichtbau Prinzipien
• Die Hauptkomponenten der Charakteristik an unseren Sitzen sind Qualität,
Zuverlässigkeit, Design, Komfort und Gewicht.
• Leichtbau gibt uns die Möglichkeit Produkte auszuliefern mit geringen „Total Cost of
Ownership - TCO“ und hoher ökologischer Güte.
• Um Leichtbau zu erzielen verwenden wir folgende Prinzipien:
• Funktionalität: Reduktion auf die wesentlichen Funktionen
• Konzeption: Funktionen werden neu kombiniert und neu entworfen
• Werkstoffe: Beanspruchungsgerechte Werkstoffwahl
• Technologie: Verwendung innovativer Fertigungstechnologien und
Entwicklungstools
• Anforderungen: Überprüfung der Anforderungen
• Als Basis für die Verwendung neuer Technologien dürfen 150-200 €/Kg verwendet
werden.
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LEICHTBAU: KONZEPTION
Ziel & Funktionseinheit
Ziel war die Beurteilung der vorhandenen
Umweltauswirkungen eines StandardDreiersitzes für Kurzstrecken in der Economy
Class.
Bestimmung der Funktionseinheit
• Produktsystem: E/C Dreiersitz (BL3520)
• Lebensdauer: 6,5 Jahre
• Szenario: ein Durchgang, Kurzstrecke
• Zurückgelegte Strecke: 2,3 Millionen
km/Jahr
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LEICHTBAU: KONZEPTION
Konzeptuelle Änderungen
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LEICHTBAU: WERKSTOFFE
Kunststoffe
Bestandteile
PVC, PA, PC, PU, TPU, PARA, POM, PF, MF
Matrixsysteme:
PF, EP
Verstärkungsfasern:
Glas, Kohlenstoff
Faserlängen:
kurz-, endlosverstärkt
Verarbeitungsverfahren
Spritzguss
Thermoforming
Faserspritzguss
Handlaminieren
Prepregeinlegeverfahren
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LEICHTBAU: WERKSTOFFE
Materialsubstitution
Der "ökologische Fußabdruck" hat
Ergebnisse in Form eines CO2Äquivalents geliefert (GWP 100a).
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LEICHTBAU: FERTIGUNGSTECHNOLOGIE
Magisches Dreieck Gewichtsreduzierung, Komfort mit Platzgewinn
Leichtbau durch Fertigungstechnologie: Beispiel Armlehne
Guss aus Halbschalen
Lasergeschweißt im Sichtbereich
Pulverbeschichtet
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LEICHTBAU: ANFORDERUNGEN
Einsatz der strukturellen Optimierung
Optimierung der Topologie: Verteilung der Masse
entsprechend dem Kraftfluss.
Optimierung der Topographie: Optimales Layout der
Prägemuster einer bestimmten, dünnwandigen Komponente.
Parameteroptimierung: Optimale Werte, z. B. für Wandstärke,
Lochdurchmesser oder Materialstärke.
Sitzteilung
Sitzbasis
Sitzunterseite
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LEICHTBAU
Aktuelle Trends
•Total Cost of Ownership gewinnt an Bedeutung
Stärkerer Fokus auf Sitzgewicht pro Person
•Steigender Zulassungsaufwand im Bereich Flammability für neue Flugzeugtypen (A350)
1
2
Verwendung
neuer,
innovativer
Materialien
•z. B. hochtemperaturbeständige Thermoplaste wie PPS, PEI und PEEK
Metallsubstitution
”Fully compliant”-Material (FST)
Gewichtseinsparungen durch Funktionsintegration
Automatisierung
•Prozessstabilität führt zu:
geringerem Test- und Genehmigungsaufwand
geringerer Ausschussrate
•Duromerische Composites werden zunehmend durch thermoplastische Halbzeuge verdrängt
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VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT
René Dankwerth
Vice President Research & Development
Member of the Executive Team
RECARO Aircraft Seating GmbH & Co. KG
Daimlerstraße 21
74523 Schwäbisch Hall
Telefon: +49 791 503-7000
Fax: +49 791 503-7163
Email: [email protected]
Internet: www.recaro-as.com
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