Das ZAL in HamburgMilbrod Zueblin
TrendForschungszentrum ZAL

Ganz vorne in der Luftfahrt-Forschung

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Hans-Jörg Munke

Hans-Jörg Munke

freier Journalist

ZAL steht für Zentrum für Angewandte Luftfahrtforschung GmbH. Der Name ist im jüngsten Hamburger Forschungszentrum Programm. Eine Reportage.

05. Oktober 2016

Bereits beim Weg auf das ZAL-Gelände wird man auf das Thema Luftfahrt eingestimmt, wenn man durch die Reihen blauer Bodenlichter Richtung Eingang geht. „Das ist eine Landebahnbefeuerung mit original Taxiway Lights“, sagt ZAL-Sprecher Lukas Kirchner. Auch die Bodenmarkierungen auf dem Parkplatz entsprechen denen auf einem Rollfeld.

Das Anfang 2016 eröffnete ZAL TechCenter im Hamburger Stadtteil Finkenwerder ist das weltweit modernste Forschungszentrum für die zivile Luftfahrt. Bis zu 600 Forscher und Entwickler werden künftig die ca. 26.000 Quadratmetern, verteilt auf Büroflächen, Labore und Hallen, nutzen, um sich mit Zukunftsthemen der Luftfahrt zu beschäftigen.

„In das Forschungszentrum wurden knapp 100 Millionen Euro für Gebäude und Testinfrastrukturen investiert“, so Lukas Kirchner. Es sei ein Gemeinschaftsprojekt der Stadt Hamburg, von Airbus, Lufthansa Technik, dem DLR, vier Hochschulen sowie zwölf weiteren Partnern. Alle gemeinsam werden im ZAL TechCenter erstmals auf einem gemeinsamen Boden zusammenarbeiten, um Innovationen schneller zur Marktreife zu führen.

„Wir gehen gezielt mit Projekten hierher, bei denen wir schon eine Partnerschaft mit anderen Mietern haben, sie anstreben oder bei denen wir mit anderen Externen zusammenarbeiten wollen“ sagt Sven Taubert, Projektleiter bei der Lufthansa Technik AG mit Standortverantwortung für die LHT-Präsenz im ZAL. „Hier ist die Zusammenarbeit viel einfacher als bei uns auf dem Werksgelände, allein schon wegen der geringeren Sicherheitsregularien.“

Blick ins Forschungszentrum

Das ZAL bietet Forschungsinfrastrukturen der Weltspitze und wird sich auf sechs inhaltliche Schwerpunkte, „Technical Domains“ genannt, konzentrieren: Brennstoffzellen, Kabinen, Klimaanlagen, Flugzeugproduktion, Akustik und Virtuelle Realität. Lufthansa Technik ist aktuell unter anderem mit einem Projekt aus dem Bereich Flugzeugproduktion dabei.

„Im Bereich Produktion geht es uns um die Reparatur von Triebwerksteilen mit Hilfe eines 3D-Druckers“, sagt Taubert. „Neuteile werden ja bereits mit einem 3D-Drucker gedruckt. Im Null-Level bringt man eine Mikrometer dicke Schicht Metallpulver auf, das man dann auf Schmelztemperatur mit einem Laser auf 800-900 Grad Celsius erhitzt. Dann wird die nächste Pulverschicht aufgetragen und dort, wo das Bauteil ist, wird gelasert. So entsteht dann Schicht um Schicht ein Bauteil.“ Das sei zwar noch nicht der Standard in der Luftfahrt, aber man zeige, dass die Technologie einsatzfähig sei.

Jetzt gehe es darum, bestehende Bauteile, etwa ein Brennkammergehäuse oder Turbinenschaufeln aus Nickel-Legierungen zu reparieren. Dazu werden die Beschädigungen entfernt und fehlendes Material durch einen 3D-Drucker lokal wieder aufgebracht. „Das ist nicht ganz trivial“, findet Taubert und beschreibt die Herausforderungen: „Dazu braucht man eine sehr genaue Messtechnik, denn man muss exakt wissen, wo sich das Bauteil im Drucker befindet. Zusätzlich muss man die Geometrie des Bauteils kurzfristig erfassen. Wir haben dazu eine Technologie, über die wir die Bauteile einscannen können.“ Dann müsse man den Druckvorgang so beherrschen, dass er auf ein bestehendes Bauteil „on top“ komme. „Wir streben an, gedruckte wie auch geschmiedete Teile damit zu reparieren“, so der Forscher weiter.

An diesem Projekt arbeite man zwar noch ohne Partner, sei aber dabei, Equipment für metallurgische Untersuchungen gemeinsam mit Airbus zu installieren und sich die Kosten zu teilen. Auch der Flugzeugbauer nutze 3D-Drucker, allerdings mit anderem Schwerpunkt. Da gehe es eher um Titan- und Aluminium-Legierungen, oder um Kunststoffe für Kabinenbauteile. Die Technologie sei aber durchaus ähnlich.

ZAL Cabin & Cargo Test Rig

Den Wert des Gebäudes sieht der LHT-Projektleiter weniger in den technischen Möglichkeiten als vielmehr in den Impulsen, die es setzt: „Einen 3D-Drucker hätten wir auch auf die LHT-Basis stellen können. Das ZAL gibt den beteiligten Unternehmen aber einen Anschub, wieder mehr Forschung zu betreiben. Der eigentliche Mehrwert ist eine Zusammenarbeit zwischen verschieden Firmen. Wissen wird geteilt und es entsteht daraus mehr als ohne diesen Austausch.“

Noch sind die Hallen und Werkstätten im ZAL dünn besetzt, aber sie füllen sich kontinuierlich. „Im Bereich Cabin Innovation & Technology, stehen Fragen rund um die Flugzeugkabinen im Vordergrund“, so ZAL-Sprecher Kirchner. Kernelement sei das 20 Meter breite und 11 Meter hohe ZAL Cabin & Cargo Test Rig – ein Teststand, in dem alle weltweit gängigen Flugzeugrumpfquerschnitte installiert werden könnten, um dort beispielsweise die Neuanordnung von Kabinenelementen zu erproben.

Beeindruckend ist auch das ZAL Acoustics Lab. In die Akustikkammer, die zu den größten Europas zählt, passt ein komplettes Rumpfstück eines Airbus A320. Hier können Forschungen zu Lärm und Vibrationen künftig am Boden betrieben werden, statt wie bislang in der Luft. Im Bereich Processes & Support Topics wird sich im ZAL TechCenter auf das Thema Virtuelle Realität (VR) konzentriert. Dazu wurde im Gebäude eine 6 x 3,5 Meter große VR-taugliche Bildscheibe installiert. Der dazu gehörige Raum fast bis zu 30 Personen.

Durch das ZAL entstehen zahlreiche neue hochqualifizierte Jobs am Luftfahrtstandort Hamburg: so baut z.B. Diehl, Hamburgs drittgrößter Arbeitgeber in der Luftfahrtindustrie, im ZAL TechCenter ein komplett neues Forschungs- und Entwicklungsteam auf. Auch als Veranstaltungsort soll das Forschungszentrum künftig genutzt werden. Dafür stehen neben einem Auditorium für 200 Personen 12 Konferenzräume, ein frei zugänglicher Innovationsmarktplatz und ein großes Betriebsrestaurant zur Verfügung.

Dafür, dass das ZAL seinem hohen Anspruch zukünftig auch gerecht werden kann, gibt es für Sven Taubert allerdings eine wichtige Voraussetzung: „Der Mehrwert entsteht, wenn sich die Leute kennen. Deswegen sind Netzwerkaktivitäten am Anfang hier extrem wichtig. Wenn jeder nur in seinem Büro sitzt, funktioniert das nicht.“ Dazu gebe es verschiedene kreativ eingerichtete Besprechungsräume, etwa einen Dschungelraum, aber auch schlicht eine Kaffeebar im Bereich der Lufthansa Technik. „Da kommen oft mal Leute zu Besuch und wir können Sachen abstimmen“, so Taubert. Richtig gut werde es aber erst, wenn alle alle kennen. Und daran arbeite man im ZAL gemeinsam.