Strukturbauteile in 2 Minuten: Luftfahrt setzt auf faserverstärktes PEKK

(UPDATE: 07.08.2025) Ein einteiliges Strukturbauteil für die Luftfahrt – in weniger als zwei Minuten gefertigt: Das „Helues“-Projekt zeigt, wie sich Leichtbau und Serienfertigung verbinden lassen. Mit Hochleistungs-Thermoplasten auf PEKK-Basis und unidirektionalen Kohlenstofffasern gelingt es, komplexe Rahmenstrukturen in einem einzigen Pressvorgang zu konsolidieren und umzuformen.

Die Werkstoffeentwicklungen für die Technologie nahmen 2018 ihren Anfang, als Hexcel und Arkema eine strategische Allianz unterzeichnet haben, um thermoplastische Verbundlösungen für den Luft- und Raumfahrtsektor zu entwickeln, die das Know-how von Hexcel in Carbon und das von Arkema in PEKK kombinieren. Angesichts der weltweiten Nachfrage nach effizienterer und skalierbarerer Flugzeugproduktion, insbesondere für Single-Aisle-Jets, sehen Hexcel und seine Partner OEMs ein hohes Potenzial darin, kritische Produktionsherausforderungen durch neue Material- und Prozessinnovationen anzugehen.

Die Thermoplasttechnologie bietet für Luft- und Raumfahrt-OEMs:

Eine deutlich verkürzte Zykluszeit – auch in der Luftfahrt ein wichtiges Merkmal, um künftige Produktionsziele von bis zu 80 bis 100 Jets pro Monat zu erreichen;
Gewichtseinsparungen und eine vergrößerte Designflexibilität, welche auf die thermoplastischen Eigenschaften des verwendeten Werkstoffs zurückzuführen sind;
Die Recyclingfähigkeit, da Thermoplaste wiederverwendet werden können: Das Abfallmaterial kann zerkleinert und zu neuen Bauteilen verarbeitet werden.

Demonstrator eines Strukturbauteils aus thermoplastischen Faserverbundkunststoffen (Quelle: Helues)

Der Demonstrator, der im Rahmen des Projekts hergestellt wurde, ersetzt eine traditionell montierte Türstruktur durch ein einziges, integriertes Teil, wodurch die Bauteilanzahl und Montageschritte um bis zu 90 Prozent reduziert werden. Gezeigt wurde der Demonstrator auf der diesjährigen Paris Air Show. Damit adressiert das Projekt sowohl eine deutlich verkürzte Fertigungszeit als auch einige Nachhaltigkeitsziele in der Luftfahrtindustrie.

Das Projekt „Helues“ (Hocheffiziente Luftfahrtfaserverbundbauteile aus unidirektionalen Einzellagen und Spritzgussfunktionalisierung) wurde vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt gefördert und durch das Land Bayern unterstützt. Beteiligt waren Airbus Helicopters Deutschland, die Neue Materialien Bayreuth sowie Christian Karl Siebenwurst.

Bild oben: Kurze Zykluszeiten werden auch in der Luftfahrt wichtiger (Quelle: Arkema)

Leichtbaubezug: Reduktion von Gewicht, Prozesszeit und Materialeinsatz durch neue thermoplastische Verbundwerkstoffe mit Recyclingfähigkeit und unidirektionale Faserstrukturen, wodurch eine hohe Strukturfestigkeit erreicht wird.

Nutzwert / Learning: Impulse zur Fertigungsoptimierung, kürzeren Taktzeiten und nachhaltiger Prozessgestaltung im Leichtbau mit Thermoplastischer Matrix bei FVK.

Interessant für: Produktionsverantwortliche, Werkstoff-Ingenieure, Luftfahrtzulieferer, F&E im Composite-Bereich, Entscheidungsträger in der industriellen Bauteilfertigung

Quellen und weitere Infos: Pressemitteilung