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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.