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Luftfahrttechnik

Formpressen macht Flugzeugkonstruktionen leichter und kostengünstiger

01.09.2010 | Autor / Redakteur: Ginger Gardiner / Carmen Kural

Befestigungselemente für den Innenraum von Airbus-Modellen Bei der Xperion Aerospace GmbH kommt das CCM-Verfahren für die Herstellung langer Formprofile und Halterungen zur Anwendung. Es wurden bereits über 30 000 Befestigungsschienen aus Carbon-PEI-Composites hergestellt. Quelle: Xperion/CDI
Befestigungselemente für den Innenraum von Airbus-Modellen Bei der Xperion Aerospace GmbH kommt das CCM-Verfahren für die Herstellung langer Formprofile und Halterungen zur Anwendung. Es wurden bereits über 30 000 Befestigungsschienen aus Carbon-PEI-Composites hergestellt. Quelle: Xperion/CDI

Das Formpressen ermöglicht Konstruktionen, die um 30% leichter als entsprechende Aluminiumkomponenten sind – und das zu Preisen, die große Flugzeughersteller wie Airbus oder Boeing überzeugen.

Für die Verwirklichung von Verkehrsflugzeugen in Leichtbauweise stellt die Fertigung von Befestigungswinkeln für den inneren Flugzeugaufbau einen Riesenschritt dar. Viele dieser Winkel haben die Form länglicher Profile. Diese kritischen und häufig nicht sichtbaren Flugzeugmontageteile – C-Kanäle, H-Träger, U-Querschnitte, L- und T-Streben sowie trapez- und hutförmige Hohlstreben – werden seit Langem aus Aluminium hergestellt.

CCM-Materialien haben äußerst präzise ausgerichtete Endlosfasern

Das änderte sich mit der Einführung des kontinuierlichen Formpressens: Continuous Compression Molding (CCM), das eher mit Composites in der Automobilindustrie in Verbindung gebracht wird. CCM ist ein halbautomatisiertes Fertigungsverfahren, das aus verstärkten Thermoplasten geformte Präzisionsprofile oder Flachpaneele unbegrenzter Länge produziert. Dieses computergesteuerte Pressverfahren arbeitet mit Geschwindigkeiten, die fast an die für das Strangziehen heranreichen: 40 m/h bei Formprofilen und bis zu 91 m/h bei Flachpaneelen.

Anders als bei der thermoplastischen Pultrusion, bei der ein Thermoplast mit den Fasern auf der Maschine zusammenkommt, werden beim CCM-Verfahren Materialien verwendet, die den in der Luft- und Raumfahrttechnik verwendeten Epoxidharzmatten ähneln. Sie haben äußerst präzise ausgerichtete Endlosfasern und sind vorimprägniert mit Hightech-Thermoplasten, zum Beispiel Polyetheretherketone (PEEK), Polyetherketonketone (PEKK), Polyetherimide (PEI) und Polyphenylensulfide (PPS).

Bei Anwendungen außerhalb der Luft- und Raumfahrttechnik sind Polypropylen (PP) oder andere technische Kunststoffe als Matrixwerkstoffe üblich. Routinemäßig macht das Hohlraumvolumen weniger als 1% aus (Nachweis: Mikroschliffbilder), im Gegensatz zu den typischen Werten von autoklavierten Composites, die unter 2% liegen.

In Hightechprodukten werden Carbon- oder Glasfasern verwendet

In handelsüblichen Hightechprodukten werden in der Regel Carbon- oder Glasfasern verwendet, zum Beispiel für hochbelastete Bauteile wie Befestigungsschienen aus Carbonfaser-PEI-Verbund, die zur Montage der innenliegenden Seitenwandpaneele bei den Airbus-Modellen A330 und A340 verwendet wurden.

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