Neue Prozesse unterstützen die Reparatur beschädigter Verbundflugwerke
Viele Menschen stellen sich vielleicht vor, dass kommerzielle Flugzeugstrukturen zu 100 % aus Metall bestehen. In den neuesten Passagierflugzeugen, darunter der Airbus A350 und die Boeing B787, bestehen allerdings wesentliche Teile des Flugwerks aus Verbundwerkstoffmaterialien. Zu den Teilen zählen die Tragflächen, Rumpfwerke und Steuerflächen. Das Hauptmaterial ist kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (KFK), dessen Verwendung leichtere Flugzeuge mit größerer Festigkeit ermöglicht. Flugzeuge sind routinemäßig von Schäden betroffen. Das Problem ist, dass kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffteile schwierig zu reparieren sein können. Es ist ebenfalls kompliziert, abzuschätzen, wann das Material einer Reparatur bedarf. Ein besonderes Problem ist die Delaminierung aufgrund von Einwirkungen. Schwer reparierbare Flugzeugteile führen zu längeren Verzögerungen und höheren Kosten.
Neue Verfahren
Das EU-finanzierte Projekt NEWCORT entwickelte neue Methoden für die Reparatur kohlenstofffaserverstärkter Kunststoffe und die dazugehörigen Instrumente zur Umsetzung der Reparaturen. Bei einem der entwickelten Verfahren werden neue Harzsorten gleichmäßig um komplex geschwungene Formen erhitzt und polymerisiert, die bei 120 bis 140 °C aushärten. Das Verfahren beinhaltet auch fortschrittliche Techniken für die Materialentfernung und Oberflächenbehandlung, welche die Fähigkeit zur Reparatur kohlenstofffaserverstärkter Kunststoffe erweitern. „Das interessanteste Ergebnis war unsere AdaptHeat-Methodik“, erklärt Projektkoordinator George Kanterakis, „namentlich ein Satz an Ausrüstung und Verfahren, die das angemessene Aushärten komplexer Strukturen ermöglichen.“ Das Aushärten von Polymerharzen bedeutet, dass das Material abgeschreckt oder gehärtet wird. Ein wichtiger Faktor ist die Temperaturregulierung, da das Material sehr empfindlich auf geringfügige Variationen reagiert. Eine kleine Abweichung kann sich auf die finale Materialfestigkeit auswirken.
Schulungen und Seminare
Aufbauend auf den innovativen physischen Reparaturverfahren unterstützte NEWCORT auch eine Reihe von Seminaren für die berufliche Bildung. Diese sind auf Verbundwerkstoffreparaturen und Wärmeübertragungsmodi sowie die entsprechende Anwendbarkeit auf Flugzeugstrukturen ausgerichtet. Die Teilnehmenden erhalten die neuesten Forschungsergebnisse von NEWCORT und der weiter gefassten akademischen Gemeinde. Die Seminarreihe bietet den Teilnehmenden auch praxisbezogene Beispiele und Demonstrationen sowie die Möglichkeit zur praktischen Beteiligung. Besuchende erhalten somit ein umfassendes Verständnis der neuen Verfahren und können diese selbst auf sicherheitskritische Strukturen sicher anwenden. Zu den wesentlichen Kunden der innovativen Reparaturverfahren zählen Fluglinien und Zentren für Instandhaltungs-, Wartungs-, und Überholungsarbeiten. Dank der Entwicklungen von NEWCORT können entsprechende Unternehmen ihr Angebot an Verbundwerkstoffreparaturen erweitern. Darüber hinaus senken die neuen Verfahren den Zeitaufwand für Reparaturen, insbesondere was thermische Untersuchungen und Behandlungen anbelangt. Das Projekt war mit verschiedenen Herausforderungen konfrontiert. „Eine war, nicht zu theoretisch für unsere Endnutzerinnen und -nutzer zu sein und gleichzeitig den bahnbrechenden Charakter der Lösungen zu erhalten“, bemerkt Kanterakis. „Dank eines langen Iterationsverfahrens mit der Unterstützung unserer Endnutzenden sind wir zuversichtlich, dass unsere FuE-Ergebnisse jetzt reif für die Flugzeughallen sind.“ Er führt den Erfolg auf die enge Zusammenarbeit unter multidisziplinären Teams zurück, die unterschiedliche Hintergründe und Spezialgebiete haben. Die Forschenden haben bereits mit einer umfassenden Kampagne für die Verbreitung und Nutzung der Ergebnisse begonnen, die über die kommenden Jahre fortgesetzt wird. Das Projekt NEWCORT führte zu innovativen Verfahren für die Reparatur von Verbundflugwerkteilen und zu technischen Schulungen für deren Verwendung. Die neuen Verfahren senken die Reparaturkosten. Sie sollen zudem eine lange Dienstzeit der neuesten, effizientesten Flugzeuge sicherstellen.
Schlüsselbegriffe
NEWCORT, Flugzeug, KFK, Flugwerk, Reparaturverfahren, AdaptHeat, kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe
