SQRTM ermöglicht die Fertigung endkonturnaher Teile aus Verbundwerkstoffen

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Ziel ist es, das Strukturgewicht sowie die Anzahl der Verbindungselemente zu reduzieren und damit die Schadenstoleranz der Gesamtkonstruktion zu steigern. Neben dem Verfahrensanbieter Radius nehmen die US-amerikanischen Bauteilhersteller Automated Dynamics, Schenectady/New York und GKN Aerospace Services, Tallassee/Alabama, an SARAP teil. Automated Dynamics fertigt ein aus thermoplastischem Composites gefertigtes Bauelement der Rumpfunterseite, GKN stellt die Rumpfrahmen, die Seitenschalen und den hinteren Rumpfspant her. Ferner ist GKN im für die Validierung der kompletten Fertigung verantwortlich.

Werkzeugkonstruktion für Hubschrauberdach ist sehr komplex

Projektstart für das Kabinendach war im Jahr 2006. Ein maßstäblicher Werkzeugentwurf wurde ein Jahr später unternommen. Als Verfahrensanbieter kümmerte sich Radius um die Entwicklung des Fertigungsprozesses. Die Basis dafür lieferte Sikorsky mit der Konstruktionszeichnung und dem dazugehörigen FE-Modell (Finit-Element-Analyse). Laut Milovich hatte der Dachprototyp eine der komplexesten Strukturen, die bisher in Angriff genommen wurden.

Mit 2,9 m × 1,9 m × 0,3 m Größe und etwa 120 kg Gewicht umfasst der versteifte Prototyp vier dicke Längsträger, mehrere senkrechte Rahmenteile, eine obere Schale mit Versteifungsrippen und Stützen für das Rotorgetriebe. Folglich sei die Werkzeugkonstruktion, die im Haus durchgeführt wurde, „sehr komplex“, räumt Milovich ein.

Das 3,3 m × 2,3 m × 0,5 m große Aluminiumwerkzeug, das von einem externen Werkzeugbauer hergestellt wurde, besteht aus zwei Werkzeughälften. Sie bilden die innere und äußere Oberfläche des Kabinendachs ab. Die Werkzeugoberfläche ist harteloxiert. Laut Milovich wird harteloxiertes Aluminium für die meisten SQRTM-Großprojekte im Unternehmen verwendet. Als Gründe dafür werden Preis- und Gewichtsvorteile im Vergleich zu Stahl angeführt. Außerdem sei der Energieverbrauch beim Aufheizen niedriger. Das Werkzeug besteht aus über 250 Einzelteilen.

Passungstoleranzen betragen weniger als ±0,125 mm

Spanndorne oder Einsätze wurden maschinell gefertigt. Sie sind für die Abbildung sämtlicher Innenflächen verantwortlich. Die Passungstoleranzen betragen weniger als ±0,125 mm. „Unser Ansatz bestand darin, ein einziges, mehrteiliges Werkzeug mit vielen demontierbaren Einsätzen zu erzeugen“, erklärt Milovich.

Jeder Einsatz wird in den Werkzeugrahmen eingerastet, um möglichst genaue Endkonturen zu erreichen. Obwohl die Werkzeuggeometrie kompliziert erscheint, ist der Gesamtvorteil immer noch größer als bei einer mehrteiligen Werkzeuglösung, die eine Montage der Einzelteile und somit ein finales Aushärten nach der Montage zur Folge hätte. „Zwar ist die Anfertigung des Werkzeugs nicht einfach, jedoch ermöglicht sie, ohne Montagevorrichtungen und Verbindungsschwierigkeiten ein komplettes Funktionsteil in einem Schuss herzustellen“, sagt Milovich.

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