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Fügen ohne Nieten: 3D-Druck und TP-FVK kombiniert

Moderne Hybridbauweise für zukünftige Flugzeug-Leichtbaustrukturen (Quelle: Premium Aerotec)

Premium Aerotec hat im Projekt Toast (ThermOplast Additive Manufacturing STrukturen) neue Wege zum Fügen von Verbundwerkstoffen und Metallen aufgezeigt. Der Tier-1-Zulieferer von Rumpfstrukturen für den A350 entwickelte und fertigte in weniger als fünf Monaten einen Demonstrator für eine Flugzeug-Luftbremsen-ähnliche Struktur in moderner Hybridbauweise. Er bestand aus einem Lasteinleitungsbeschlag aus Titan, der in additiver Fertigung (AM) hergestellt wurde, und einer kohlenstofffaserverstärkten Polymer (CFK)-Thermoplast-Verbundplatte, die in einem Thermoplast-Composite-Umspritzverfahren verbunden wurde.

Die Besonderheit dieses Demonstrators ist das schraube- und nietenlose Fügen der verschiedenen Materialien durch Additive Manufacturing und Thermoplastumspritzung, das heißt durch Materialverbindung (CFK – CFK) oder Formschluss (Titan AM – CFK). Parallel durchgeführte Strukturtests zur Bestimmung der mechanischen Eigenschaften der Verbindungen zeigen, dass diese vergleichbar große Kräfte übertragen können wie mit Nieten und Bolzen.

Die Vorteile der modernen Hybridbauweise – im Gegensatz zur klassischen Bauweise – liegen in der schnellen Fertigung und dem Zusammenbau ohne Vernietung. Es werden weniger Teile benötigt, die Prozessschritte für den Zusammenbau sind kürzer und automatisiert.

Zudem kann ein durchdachtes Design mit der Ausnutzung der größeren Freiheitsgrade von AM und Spritzguss das Bauteilgewicht reduzieren. Überall dort, wo die Kombination von Punktlast zu Flächenlast auftritt, ist diese Technologie anwendbar.


Quelle und weitere Infos: Composites World, Premium Aerotec

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