OSFIT

CFK-Integral-Flugzeugspante mit Thermoplast-Matrix

Das Bestreben liegt darin, einen hochautomatisierten Herstellungsprozess für CFK-Flugzeugspante mit Thermoplastmatrix zu entwickeln. Durch Integralbauweise sollen Kosten und Zeit in der Fertigung eingespart werden.

Mit der Indienststellung des Airbus A350 XWB ist es einem Flugzeughersteller erstmals gelungen, ein Flugzeug für die zivile Luftfahrt auf den Markt zu bringen, dessen Struktur zum größten Teil aus CFK besteht. Aus Sicht der Herstellungskosten kann bislang nicht mit der konventionellen Aluminiumbauweise konkurriert werden. Autoklavzyklen zur Aushärtung der meist duroplastischen Matrices sowie erhöhte Montageaufwände durch Fügeprozesse von Anbindungselementen sind Faktoren, die die Fertigungszeit und -kosten von CFK-Strukturen derzeit in die Höhe treiben. Im hochautomatisierten Tapelegeverfahren sollen nun thermoplastische CFK-Spante hergestellt werden. Dazu werden Kohlenstofffasertapes lastpfadgerecht und endkonturnah zu 3D-Preforms verarbeitet und in einem anschließenden Umform-Fügeschritt (One-Shot Prozess) in die Endgeometrie gebracht. Ein nachträgliches Fügen von Anbindungs- und Versteifungselementen entfällt durch die Integration im Pressenschritt. Eine Umformsimulation soll die Auswahl der Tapelegeparameter unterstützen und den Konsolidierungsgrad der Preforms für den Thermoformprozess optimieren. Mit der Verwendung von automatisierten Geometrieerfassungssystemen und additiven Fertigungsverfahren werden bauteilspezifische Toleranzen ausgeglichen.

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Projektstatus

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Ansprechpartner

M.Sc.

Julian Weber

Wiss. Mitarbeiter Roving- & Taperverarbeitung

Telefon: +49 631 2017 437

julian.weber@ivw.uni-kl.de

M.Sc.

Lukas Münch

Wiss. Mitarbeiter Prozesssimulation

Telefon: +49 631 2017 268

lukas.muench@ivw.uni-kl.de

Förderungen

Das Forschungsprojekt OSFIT (One-Shot Fully Integrated Thermoplastic Frame) wird durch das BMWi (Bundesministerium für Wirtschaft und Energie) im Rahmen von LuFo-V-3 gefördert (Förderkennzeichen 20W1706C).