Herstellung von Flügelrippen im RTM-Verfahren optimiert

Das Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik des DLR untersucht derzeit, wie man die Prozessparameter bei der Herstellung von Flügelrippen für Flugzeuge im RTM-Verfahren optimiert. Dabei geht es insbesondere um den Einsetzvorgang in das und die Entnahme aus dem Formwerkzeug.

Geforscht wird an einer kompletten Produktionslinie für das Herstellen endkonturnaher Flügelrippen in einem isothermen Harzinjektionsprozess (RTM). Dabei führt das integrale Bauteildesign zu einer komplexen Struktur mit schrägem T-Flansch, Hinterschnitt, Systemdurchführungen und beidseitigen T­Steifen. Der Prozess bedingt das gemeinsame Kompaktieren und das anschließende Zusammenführen mehrerer Teilpreforms in die Kavität des Injektionsformwerkzeugs. Dessen Öffnung und die Entformung des ausgehärteten Bauteils bergen die Gefahr einer Bauteilschädigung. Die genaue Vorhersage der Prozessparame­ter soll das verhindern.

Bereit zum Einsetzen des kompaktierten T­Stringer-Preforms in ein Formwerkzeug bedarf es genauer Kenntnisse zum Komprimierungs­- und Relaxationsverhalten des Fasermaterials. Die notwendige Datenbasis, um gezielt die richtigen Prozessparameter bei unterschiedlichen Faserhalbzeugen auszuwählen, hat das DLR in über 1.000 Versuchen mit Hilfe eines für diese Aufgabe entwickelten Prüfstands ermittelt.

Die spezielle Geometrie der Flügelrippe und die veränderten Eigenschaften wie Oberflächenrauheit und Oberflächenenergie steigern die Anforderungen an das kontrollierte und wiederholgenaue Entformen aus dem heißen Injektionswerkzeug. Ein eigens entwickeltes Testverfahren untersucht den Einfluss der Hafteigenschaften von Harzsystemen auf unterschiedlichen Werkzeugoberflächen.

Dabei werden die Kräfte bestimmt, die auf Bauteil und Werkzeug während des Entformvorgangs wirken – und zwar in Abhängigkeit von Einflussgrößen wie z.B. Harzsystem, Trennmittel oder Oberflächenbeschaffenheit. Die gewonnenen Daten ermöglichen es, die auftretenden Kräfte beim Entformen früh und genau voherzusagen. Durch das Anpassen der Prozessparametern lässt sich so die Belastung auf das Bauteil verringern, das zerstörungsfrei entformt werden kann.

Bild oben: Mit einem eigens vom DLR entwickelten Testverfahren wird der Einfluss der Hafteigenschaften von Harzsystemen auf unterschied­lichen Werkzeugoberflächen bei der Entformung untersucht. (Quelle: Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik des DLR )

Quelle und weitere Infos: Pressemitteilung

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