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Titel:

Forschungsplattform für endkonturnahe Faserverbundbauteile im automatisierten Fertigungsprozess

Autor(en): A. Hindersmann, W. Exner, N. Liebers, M. Opitz, S. Torstrick, H. Ucan
Zusammenfassung: Die stetig steigenden Kraftstoffpreise und die Forderung nach umweltverträglichen Transportmitteln betreffen auch die Luftfahrtindustrie. Neben der Verbesserung in der Triebwerkstechnologie sind Einsparungen am Flugzeuggewicht ein Weg, um diesen Anforderungen gerecht zu werden. Erzielt werden kann dies durch den Einsatz von Faserverbundwerkstoffen, wie an den Prestigeprojekten Boeing B787 und Airbus A350 zu erkennen ist. Als Folge steigt die Anzahl der Einzelkomponenten und Baugruppen aus Faserverbundwerkstoffen. Anders als in der Automobilindustrie resultieren im Flugzeugbau die hohen Stückzahlen aus der Menge der benötigten Bauteile. So besteht ein Rumpf aus 140 bis 200 Spanten und bei 500 Flugzeugen pro Jahr sind somit bis zu 100.000 Spante notwendig. Erschwerend ist hierbei, dass die Spante lediglich geometrische Ähnlichkeiten aufweisen und nicht gleich sind. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, ist die Bereitstellung eines automatisierten Herstellungsverfahrens zwingend notwendig. Das Resin Transfer Molding (RTM) Verfahren in Verbindung mit einer Presse bietet durch sein großes Automatisierungspotenzial eine Möglichkeit, auch komplexe Bauteile wie einen Flugzeugspant herzustellen. Der Gesamtprozess muss die Anforderungen des Harzsystems wie Aushärtetemperatur und Aushärtezeit erfüllen. Gleichzeitig muss die Injektionszeit sowie die Aufheiz- bzw. Abkühlzeit des Formwerkzeugs an die hohen Stückzahlen angepasst werden. Dies kann durch die Nutzung eines Temperofens erreicht werden, wodurch der Injektionsprozess vom Aushärteprozess getrennt wird und ein Werkzeugtransfersystem die Anlagenverkettung sicherstellt. Des weiteren müssen die nachgeschalteten Prozesse wie Endkonturbesäumung und zerstörungsfreie Prüfung zur Verringerung der Gesamtprozesszeit reduziert oder vermieden werden. Zur Vermeidung der nachträglichen Besäumung muss das Formwerkzeugkonzept und die Feinbesäumung der Preform auf diese Anforderung abgestimmt werden, wie auch die Herstellung von Bauteilfamilien. Der Einsatz von Sensorik zur Überwachung der Prozessparameter, wie die Kontrolle des Harzaushärtegrads oder der Temperatur, ermöglicht eine Reduktion des Prüfungsaufwands am fertigen Bauteil.
Veranstaltung: Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2012, Berlin
Verlag, Ort: Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2012
Medientyp: Conference Paper
Sprache: deutsch
Format: 21,0 x 29,7 cm, 10 Seiten
URN: urn:nbn:de:101:1-2012101912492
Stichworte zum Inhalt: Faserverbundbauteile, Resin Transfer Molding
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Veröffentlicht am: 19.10.2012