Metav 2012

Premium Aerotec: Die CFK-Wertschöpfungskette im Griff

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Bei Premium Aerotec in Varel entstand eine Vielzahl von Werkzeugen, mit denen nun Kunden auf der ganzen Welt ihre Bauteile herstellen. Ein Beispiel ist die so genannte „Backform“: eine Laminierklebevorrichtung, die beispielsweise für die Flügelschale des Airbus-Militärtransporters A400M 20,5 × 5,0 m misst.

Flugzeugbau erfordert höchste Präzision bei der Verbundwerkstoff-Verarbeitung

„Gerade die Fertigung von Flugzeugbauteilen erfordert natürlich höchste Genauigkeit “, erläutert Dr. Apmann. „Diese Ansprüche bilden sich als erstes in der Vorrichtung ab.“ Premium Aerotec bildet den kompletten Fertigungsprozess ab, von der Planung mit dem Kunden, Konstruktion, Fertigung, Vermessung bis hin zur Prototypfertigung und Bauteilqualifizierung.

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Die „Backformen“ für große CFK-Bauteile (zum Beispiel für den A400M-Flügel) sind gefräste Schweißkonstruktionen, die aus Invar hergestellt werden. Diese austenitische, binäre Eisen-Nickel-Legierung mit einem besonders niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten kommt dem von CFK sehr nahe.

Invar ist ein teurer Werkstoff, mit dem es zu haushalten gilt. Das ist eine Herausforderung an die Konstruktion. Das Bearbeiten (Verformen, Schweißen, Glühen, Fräsen und Schleifen) erfordert besondere Kenntnisse und Schutzmaßnahmen, denn Nickelstäbe sind toxisch. Je nach Größe und Auslegung der „Backformen“ fertigt sie Varel in einem Netzwerk aus Partnerfirmen.

Hohe Anforderungen an die „Backformen“

Die Anforderungen an die „Backformen“ (in der Regel für Aushärten unter Druck und Hitze im Autoklaven) sind bei allen wesentlichen Werten sehr hoch: so etwa bei Oberflächenrauheit Ra (< 1,0 µm), Wiederholgenauigkeit (< 0,5 mm), Durchbiegung (w<L/2000)) und Konturgenauigkeit (± 0,3 mm). Die Form muss wegen der Vakuumdichtigkeit sehr gut schließen und einen möglichst gleichmäßigen Aufheizzyklus bieten.

Die bis zu über 20 m langen Werkzeuge müssen möglichst leicht sein. Das hat einen positiven Effekt auf die Aufheizraten und Prozesszeiten und kommt auch der Hallenlogistik entgegen. Um die Formen von vornherein optimal beispielsweise mit entsprechenden Wärmeleitblechen auszulegen, führt Premium Aerotec aufwändige Simulationen durch (beispielsweise: FEM-Simulation für den Statiknachweis und CFD-Analyse für die Strömungssimulation zum Aufheizvorgang im Autoklaven). Für die Prozesssicherheit sorgen intelligente Werkzeuge mit Sensoren zum Überwachen von Temperatur und Vakuum.

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