Der seriennahe Demonstrator einer Druckkalotte für Flugzeuge der A320-Familie wurde vom Luftfahrtzulieferer Premium Aerotec konstruiert und in Zusammenarbeit mit mehreren Forschungseinrichtungen hergestellt. Das Forschungszentrum zeigt, dass sich der Schweißprozess auch auf große, gekrümmte Bauteile mit langen Schweißnähten anwenden lässt.
Dabei machten sich die DLR-Wissenschaftler am ZLP Augsburg die besonderen Eigenschaften von Thermoplasten zu Nutze: Diese Kunststoffe können in einem bestimmten Temperaturbereich aufgeschmolzen und umgeformt werden. Im erkalteten Zustand behalten sie ihre Form.
Gefügt wurden insgesamt acht gleich großen Segmente der Druckkalotte mittels elektrischem Widerstandsschweißen. Das Schweißverfahren ermöglicht eine flächige und stoffschlüssige Verbindung. Außerdem sind, im Gegensatz zu einer Druckkalotte aus Metall, keine Nieten nötig, was zu Gewichtsersparnis führt – bei gleichzeitig kürzerer Produktionszeit und wirtschaftlichen Herstellkosten. Da die Bohrungen wegfallen, bleiben die lasttragenden Fasern intakt und es entsteht kein Staub. Weitere Vorteile sind eine hohe Prozesssicherheit und umfangreiche Möglichkeiten zur integrierten Qualitätssicherung. Da der Schweißprozess ein hohes Automatisierungspotenzial aufweist und ein einfaches Toleranzmanagement ermöglicht, ist er gut geeignet für eine effiziente Serienfertigung.
Mit der Arbeit wollen die Wissenschaftler dazu beitragen, dass sich das Potenzial der Thermoplasttechnologie für kurze Prozesszeiten, niedrige Prozesskosten und hohe Produktionsraten in Zukunft auch für große Flugzeugkomponenten nutzen lässt. Bisher beschränkt sich die Anwendung thermoplastischer Werkstoffe auf kleinere Teile wie zum Beispiel thermoplastische Clips, die im CFK-Rumpf des A350 XWB zum Einsatz kommen.
Bild: Demonstrator der Druckkalotte aus CFK (Quelle: DLR)
Quelle und weitere Infos: DLR, Springer Professional
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