Rotorblätter: Tape-Sandwich mit geschäumtem Kern

Leichtbau auf den Punkt: Lastpfadgerecht positionierte Carbon-Tapes und ein geschäumter Thermoplast-Kern ermöglichen leichte Rotorblätter in einem automatisierten In-Mould-Prozess.

CFK-Tapes mit thermoplastischer Matrix und ein geschäumter, kurzfaserverstärkter Thermoplast bilden die Sandwichstruktur eines Rotorblatts für Drohnen. Die vollautomatisierte Fertigungszelle des Maschinenbau-Unternehmens Engel Austria produziert die endkonturnahen Bauteile in Zykluszeiten von weniger als 60 Sekunden. Formgebung, strukturelle Funktion, Geräuschreduktion und stoffschlüssige Verbindung entstehen dabei in einem In-Mould-Zyklus; nachgelagerte Bearbeitungsschritte entfallen.

Für den Produktionsprozess positioniert ein Sechsachsroboter zunächst die carbonfaserverstärkten thermoplastischen Tapes im Spritzgießwerkzeug und fixiert sie mit Vakuum. Sie bilden die lasttragenden Außenschichten des Rotorblatts und lassen sich gezielt entlang der Lastpfade ausrichten. So werden die verstärkenden Carbonfasern dort eingesetzt, wo sie für die strukturelle Leistungsfähigkeit benötigt werden. Anschließend wird ein aufgeschmolzener kurzfaserverstärkter Thermoplast zwischen die Tapes eingebracht und mit den Außenschichten zu einer endkonturnahen Bauteilstruktur verbunden. Um das Gewicht weiter zu reduzieren, wird das Kernmaterial zusätzlich chemisch geschäumt. Dabei soll die strukturelle Leistungsfähigkeit erhalten bleiben.

Für den automatisierten Prozess, wie er auf der Plast 2026 gezeigt wurde, kam eine holmlose Spritzgießmaschine mit 1.200 kN Schließkraft zum Einsatz. Das Projekt NeoBlade wird im österreichischen FTI-Programm „Take Off“ gefördert.

Dass sich die Tape-Sandwich-Technologie auch auf größere Bauteile übertragen lässt, zeigt eine 1,3 × 1,8 Meter große Abdeckung für Hochvolt-Batterien. Sie besteht aus einem flammgeschützten thermoplastischen Material und wurde mit demselben Prozessprinzip hergestellt. Damit reicht das Anwendungsspektrum der Tape-Sandwich Technologie von kleinformatigen Rotorblättern bis zu großformatigen Strukturbauteilen.

Bild oben: Rotorblätter für Drohnen aus CFK, hergestellt mit der Tape-Sandwich-Spritzgießtechnologie. (Quelle: Engel Austria)

Quelle und weitere Infos: Pressemitteilung