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Dimensional non-conformance of fabricated parts is an issue in composite manufacturing. Numerous studies have been performed, focusing on simulation-based distortion prediction. In these studies it is implicitly assumed that a simple update of the nominal tool shape leads to parts in nominal shape. However, unsatisfactory little effort has been spent to prove this assumption experimentally. The present paper reports on the experimental validation of a prediction-based tool compensation process for an integral box structure which showed a complex distortion behavior in an earlier study. The nonlinearity of a spring-in compensation is analytically demonstrated and its relevance is discussed.

Zwischenbericht LuFo Verbund AUTOGLARE, Projekt ProfiRumpf Der Einsatz von Fasermetalllaminaten aus glasfaserverstärktem Kunststoff und Aluminium er-möglicht aufgrund der geringen Ermüdung, der hohen Schadenstoleranz und Restfestigkeit we-sentliche Vorteile gegenüber einem Rumpfhautfeld aus monolithischen Aluminium-werkstoffen. Dieser Hybridwerkstoff wird bereits flächig im Großraumflugzeug des Airbuskonzerns A380 an den oberen Rumpfschalen eingesetzt. Damit jedoch nicht genug: durch die Weiterentwicklung der eingesetzten Materialien und einer neuen Bauweise sollen zukünftig sehr dünne FML mit einer 50% geringeren Hautdicke gegenüber dem Stand der Technik im Airbus A380 realisiert werden. Das bringt neben den genannten Vorteilen ebenso eine Gewichtsreduzierung mit sich und macht das Material für Flugzeuge der nächsten Generation interessant. Eine neue Prozesskette zur erstmaligen automatisierten Rumpfschalenfertigung dieser dünnen FML-Bauteile steht vor allem im Hinblick auf die Hautfelddimensionen im Maßstab 1:1 im Mittelpunkt der Forschungsarbeiten des DLR.

During the production of composite parts unavoidable deformations occur. In order to meet the strict tolerance requirements of industry branches such as the automotive industry it is essential to understand the underlying mechanisms of these deformations. While much research has been done on the anisotropy driven spring-in effect and also on warpage caused by part-tool interactions, there are only a few studies on deformations driven by a fibre volume fraction gradient (Vf-gradient) in the through-thickness direction of a laminate. Especially for large, thin-walled parts with complex geometries, this effect leads to additional unwanted deformations either locally in curved part areas or even on a global level throughout the entire part. A comprehensive experimental study has been performed examining the effect of a Vf-gradient on process induced deformations. L-shaped carbon fibre reinforced, fast curing epoxy resin based specimens are investigated. The occurring deflections are compared with the predictions of an analytical model. The results are relevant for the future development of robust prediction methods for process induced distortions of large, thin-walled composite parts.