Projekt: Projekt VIA-Hybrid / WindowBelt: Technologieentwicklung zur Fertigung von hybriden CFK-Komponenten

Abteilung: Struktur- und Verfahrensentwicklung (SV)

Motivation und Ziel:

Die Fertigung von Strukturbauteilen für die Luftfahrt aus Faserkunststoffverbunden findet auch heute größtenteils im Prepreg- und RTM-Verfahren statt. Nachteilig sind die langen Zykluszeiten von mehreren Stunden pro Bauteil, um ein Aushärten der duroplastischen Matrix zu gewährleisten. Das Projekt VIA-Hybrid/WindowBelt zielt daher auf die Entwicklung einer Prozesskette, mit der ein integraler Flugzeugfensterrahmen mit Endlosfaserverstärkung in hoher Produktivität gefertigt werden kann.

Projektbeschreibung:

Im Rahmen des LuFo IV – Projekts  „VIA - Hybrid“ werden neue Technologien zur Fertigung von CFK-Komponenten am Beispiel einer Fensterrahmenbaugruppe erarbeitet und erprobt. Das Demonstratorbauteil besteht aus einem endlosfaserverstärkten Struktureinleger, der durch Spritzguss mit funktionsintegrierten Strukturen kombiniert und verstärkt wird. Dadurch lassen sich komplexe dreidimensionale Versteifungen (z.B. Rippen) integrieren, für die eine Endlosfaserverstärkung unwirtschaftlich wäre.

Zur Fertigung des Struktureinlegers werden hybride Multiaxialgelege aus Kohlenstoff- und PEEK-fasern zu einem Preform verarbeitet. Die hybriden Preforms werden im darauffolgenden Thermoformprozess zum sogenannten Struktureinleger vorkonsolidiert. Während der Konsolidierung wird die Matrix aus den thermoplastischen Wirk- und Schussfäden gebildet. Durch das hybride Halbzeug ist die Matrix bereits vor Ort und bewirkt einen homogen verteilten Faservolumenanteil. Ebenso wird der Verschnitt an C-Fasern, sowie an PEEK minimiert.

Mit dem Verfahren wird gezeigt, dass durch die Verwendung hochfester thermoplastischer Materialien Primärstrukturen für die Luftfahrt in hohen Stückzahlen leichtbaugerecht, in hoher Qualität und wirtschaftlich gefertigt werden können.

Projektleiter im Faserinstitut

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