Sensor Integrated Cushions for Airplane Seats

Air traffic is experiencing the worst period in its history and airlines are looking for solutions that could save costs. Digital transformation offers enormous opportunities to make flying more efficient, safer, more pleasant and less expensive.

The SICAS project (Sensor Integrated Cushions for Airplane Seats) is a research project that aims to develop novel technologies for predictive maintenance, an easier boarding process and the well-being of passengers during the flight through intelligent aircraft seats that generate real-time data on the condition of the aircraft seats and the seating position of the passengers.

Greiner aerospace (Greiner for short) is one of the world's leading manufacturers of aircraft seat cushions and dress covers. Competition in the international aviation industry is no longer between products and processes, but between digital business models. OEMs (aircraft and seat manufacturers) and their suppliers are required to provide products with sensory and communicative properties. Electronics and digital components are therefore the drivers for the development of innovations in the aircraft cabin. A second major challenge facing the industry is the downtime of an aircraft at the airport. Airlines are constantly working to shorten turnaround times to reduce costs and increase efficiency.

To meet the digital demands in the aviation industry, the SICAS project aims to use additive manufacturing processes that enable printed electronics and sensors on flexible substrates and foams. SICAS will explore radically new sensor-integrated aircraft cushions by focusing on two main research approaches and their combination:
• Sensor foam based on electrically conductive foams
Electrically conductive foams for collecting data on the cushion's lifetime and its expected replacement date.
• Sensor film based on printed electronics
Printed sensors for pressure mapping and improving passenger seat comfort with integrated readout electronics modules, including research into autonomous energy harvesting methods and printed batteries.

The SICAS exploratory project aims to create a proof of concept for the sensor foam (positive results of the foam formulation and the connection design for conductive foams) and the sensor technology based on printed electronics. The integration of the two research approaches into the molded foam process will then be investigated.

Currently, there is no comparable technology for sensor-integrated cushions in the aviation industry worldwide. This exploratory project in conjunction with the LUFO (i_sCabin2) will therefore enable Greiner to assume global technology leadership and a key position in the aviation industry.

Should the exploratory project show positive and implementable results, Greiner will start another extensive R&D project, namely the development of an intelligent seat cushion using the researched sensor approaches.

[Original text]
"Sensor Integrated Cushions for Airplane Seats"
Der Luftverkehr erlebt die schlimmste Zeit in seiner Geschichte und die Fluggesellschaften suchen nach Lösungen, die Kosten sparen könnten. Die digitale Transformation bietet enorme Möglichkeiten, das Fliegen effizienter, sicherer, angenehmer und preiswerter zu machen.

Das SICAS-Projekt (Sensor Integrated Cushions for Airplane Seats) ist ein Forschungsprojekt, das auf die Entwicklung neuartiger Technologien für eine vorausschauende Wartung, einen einfacheren Boarding-Prozess und das Wohlbefinden der Passagiere während des Fluges durch intelligente Flugzeugsitze abzielt, die Echtzeitdaten über den Zustand der Flugzeugsitze und die Sitzposition der Passagiere generieren.

Greiner aerospace (kurz: Greiner) ist einer der weltweit führenden Hersteller von Flugzeug-sitzkissen und -bezügen (dress cover). Der Wettbewerb in der internationalen Luftfahrt-industrie findet nicht mehr zwischen Produkte und Prozessen statt, sondern zwischen digitaler Geschäftsmodelle. OEMs (Flugzeug- und Sitzhersteller) und ihre Zulieferer sind gefordert, Produkte mit sensorischen und kommunikativen Eigenschaften bereitzustellen. Elektronik und digitale Komponenten sind daher die Treiber für die Entwicklung von Innovationen in der Flugzeugkabine. Eine zweite wesentliche Herausforderung der Branche stellt die Standzeit eines Flugzeuges im Flughafen dar. So arbeiten Fluggesellschaften (Airlines) ständig daran, die Turnaround-Zeiten zu verkürzen, um Kosten zu senken und die Effizienz zu steigern. 

Um den digitalen Anforderungen in der Luftfahrtindustrie gerecht zu werden, zielt das SICAS-Projekt auf die Nutzung additiver Fertigungsverfahren ab, die gedruckte Elektronik und Sensoren auf flexiblen Substraten und Schäumen ermöglichen. SICAS wird radikal neue sensorintegrierte Flugzeugpolster erforschen, indem es sich auf zwei Hauptforschungsansätze und deren Kombination konzentriert:
• Sensorschaum basierend auf elektrisch leitfähigen Schäumen
Elekrisch leitfähige Schäume für die Sammlung von Daten über die Lebensdauer des Kissens und sein voraussichtliches Austauschdatum.
• Sensorfolie basierend auf gedruckter Elektronik
Gedruckte Sensoren zur Druckabbildung und Verbesserung des Passagiersitzkomforts mit integrierten Ausleseelektronikmodulen, einschließlich der Erforschung von Methoden zur autonomen Energiegewinnung und gedruckten Batterien.

Im Rahmen vom SICAS-Sondierungsprojekt soll ein Proof-of-Concept für den Sensorschaum (positive Ergebnisse der Schaumrezeptur und des Anschlussdesigns für leitfähige Schäume) und die auf gedruckter Elektronik basierende Sensorik erstellt werden. Anschließend wird die Integration der beiden Forschungsansätze in den Formschaumprozess untersucht.

Derzeit gibt es weltweit keine vergleichbare Technologie für sensorintegrierte Kissen in der Luftfahrtindustrie. Grund dessen ermöglicht dieses Sondierungsprojekt in Verbindung mit dem LUFO (i_sCabin2), Greiner eine weltweite Technologieführerschaft und Schlüsselposition in der Luftfahrtindustrie einzunehmen. 
Sollte das Sondierungsprojekt positive und umsetzbare Ergebnisse zeigen, wird Greiner ein weiteres umfangreiches F&E-Projekt starten, nämlich die Entwicklung eines intelligenten Sitzkissens unter Verwendung der erforschten Sensoransätze.