Formpressen macht Flugzeugkonstruktionen leichter und kostengünstiger

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Laut CCM-Anwender Xperion Aerospace, Herford, wurden bereits über 30 000 Stück produziert, die seit zwei Jahren Aluminiumschienen ersetzen. Ergebnis: fast 50% Gewichtsreduzierung und 21% Senkung der Produktionskosten bei einer Ausschussrate unter 0,1%.

Früher Erfolg bei Federn für Lattenrostbetten

Continuous Compression Molding ist nicht neu. Ulrich Spelz, der Anfang der 90er-Jahre beim Flugzeugbauer Dornier in Wessling als Pionier für thermoplastische Composites (TPC) arbeitete, entwickelte und das CCM-Verfahren patentieren ließ. Vor gut zehn Jahren gründete er die Advanced Composites and Machines GmbH (ACM), Markdorf, um das Verfahren voranzutreiben, neue thermoplastische Verbundwerkstoffe und Prototypwerkzeuge für Kunden zu testen sowie Teile in Serienproduktion herzustellen.

Feder für Lattenrostbetten für JEC-Award nominiert

Einen frühen Erfolg brachte die Entwicklung einer Feder für Lattenrostbetten (Hersteller Bico AG, Schänis/Schweiz). Sie wurde 2002 für einen JEC-Award nominiert. In Zusammenarbeit mit dem Schweizer Designbüro Dyne Design Engineering, Niederlenz, und dem Composite-Verarbeiter Nägeli Swiss, Güttingen/Schweiz, passte ACM die Federausführung an das von Spelz entwickelte Verfahren an. Die entstandenen CCM-Maschinen werden mit fünf Lagen (Tapes) Plytron (PP-Prepreg mit 60% unidirektionaler Glasfaserverstärkung) beschickt. Anschließend wird das Material erhitzt und verdichtet.

Das hergestellte Endlosband wird automatisch in 650 mm × 200 mm große Platten geschnitten. Eine hydraulische Presse heizt die Platten auf Umformtemperatur auf und stanzt alle 50 s 25 Federn (25 mm breit, etwa 70 mm lang und 1,4 mm dick). Im Jahr 2007 wurden auf diese Weise 1,4 Mio. Teile produziert. Drei Jahre zuvor wurde ACM von der US-amerikanischen Boeing-Tochter Phantom Works, St. Louis/Missouri, um Unterstützung bei der Entwicklung von Teilen aus thermoplastischen Composites für künftige Flugzeuge wie den 787 Dreamliner gebeten.

Teile für den Dreamliner werden entwickelt

Die Planung umfasste den Bau einer CCM-Maschine, die als Bestandteil der Forschungsplattform in St. Louis Paneele und Formprofile herstellt. Dazu ging ACM eine Allianz mit dem größeren Composite-Spezialisten Xperion ein, um die dafür erforderliche Investition stemmen zu können. Zu Beginn des Jahres 2007 wurde ACM von der Unternehmensgruppe Xperion, Herford, übernommen.

Xperion lieferte die Maschine im Jahr 2005 und setzte die Arbeit mit Boeing fort. So wurden verschiedenste Prototypen von Flugzeugteilen im CCM-Verfahren aus thermoplastischen Composites hergestellt. „Boeing wollte mehr Komponenten und diese sollten größer sein“, erinnert sich Spelz, der nach der Übernahme durch Xperion ACM-Geschäftsführer blieb. „Deshalb begann Xperion darüber nachzudenken, welche Vorteile eine Firmenpräsenz in den USA mit sich bringen würde.“

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