Eine verbesserte Herstellung von Flugzeugverbundstoffen
Gehärtete Verbundstoffplatten sind ein integraler Bestandteil vieler Flugzeugstrukturen wie etwa der Flügel oder des Rumpfes. Deren breite Verwendung hat eine erhebliche Verringerung der Flugzeuglast sowie des damit in Zusammenhang stehenden Treibstoffverbrauchs und -ausstoßes ermöglicht. Das Equipment ist jedoch teuer und das Verfahren erfordert eine beträchtliche Menge an Energie. Das EU-finanzierte Projekt COSPI (Composite stiffened panels infusion) wurde mit dem Ziel eingerichtet, die Eignung verschiedener Infusionsverfahren als Alternativen zu autoklaven Verfahren miteinander zu vergleichen, um die Kosten und Folgen für die Umwelt zu verringern. Das Ziel war es, die Kombination aus Infusionsprozess, Verbundstoffvorform (Trockenfaser) und Harz zu optimieren und gleichzeitig sicherzustellen, dass sich das mechanische Verhalten für die Primärstrukturen von Flugzeugen eignet. Forscher untersuchten drei Infusionsprozesse mit und ohne die Anwendung eines autoklaven Verfahrens. Die Prozesse wurden in Kombination mit acht verschiedenen Harzen und zwei Vorformarten (gepulvert und vernäht) genutzt. Die parametrische Evaluation zeigte, dass der nicht autoklave Infusionsprozess bei flüssigem Harz mit gepulverten Vorformen das mechanische Verhalten optimierte, wobei die Standards eingehalten wurden, die für die Primärstrukturen von Flugzeugen erforderlich sind. Die finalen Demonstratoren, ein Blatt und Tafeln, die einen Rumpfbereich repräsentieren, wurden unter Verwendung dieser Kombination hergestellt. Das COSPI-Projekt zeigte, dass der Infusionsprozess mit flüssigem Harz für die Herstellung gehärteter Verbundstoffplatten, die den mechanischen Anforderungen von Flugzeug-Primärstrukturen entsprechen, ohne autoklaves Verfahren angewandt werden kann. Hierdurch wird eine wichtige Alternative zu der üblichen Anwendung kostspieliger und energieintensiver autoklaver Verfahren ermöglicht, ohne an Leistung einzubüßen. Die Ergebnisse sollen im Zuge weiterer Arbeit im Rahmen des bis dato ambitioniertesten Forschungsprogramms der EU, das der Verringerung der Umweltfolgen durch den Flugverkehr gewidmet ist, optimiert werden.
Schlüsselbegriffe
Flugzeug, Verbundstoffe, autoklav, Rumpf, gehärtete Platten, Infusionsverfahren, Harz
