Flugzeugbauteile leichter und wirtschaftlicher herstellen mit IR-Wärme

Ein maßgeschneidertes Infrarot-System von Heraeus Noblelight hilft, den Prototypen für ein neues Leichtbauteil am Fugzeugrumpf zu entwickeln.

Infrarot-System für neue Leichtbauteile im Flugzeugbau

Leichtbauteile im Flugzeugbau

Das Automotive Center Südwestfalen (acs) mit Sitz in Attendorn entwickelten in Zusammenarbeit mit der Premium Aerotec GmbH, einer Tochtergesellschaft von Airbus, ein spezielles Kunststoff-Bauteil für die Luftfahrt. Bei dem Prototyp handelt es sich um einen sogenannten Integralspant aus carbonfaserverstärktem Kunststoff, der durch ausgeklügelte Aufheizverfahren in Kombination mit besonderen Umform- und Spritzgusstechniken entsteht. Das Projekt wurde durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert. Partner waren neben der Airbus-Tochter auch die Fraunhofer Institute IGCV und IFAM sowie das Institut für Verbundwerkstoffe Kaiserslautern. Es startete 2018 und ist auf vier Jahre angelegt.
Ziel ist es, Flugzeugbauteile nicht nur leichter, sondern vor allem wirtschaftlicher herzustellen. Die Kunststoffbauteile, die rund drei Meter lang sind und dabei nur etwa 1000 Gramm auf die Waage bringen, könnten dann in sämtliche Airbus-Flugzeuge eingebaut werden.
Beim Start des Projekts stellte acs fest, dass die vorhandene Infrarot-Anlage nicht für die nötigen Wärmeprozesse geeignet war. Die Anlage war unzureichend ausgelegt und durch fehlendes Luftmanagement und ohne Kühlung war es in der Vergangenheit sogar schon zu Bränden gekommen. Das Unternehmen war auf der Suche nach einem geeigneten Partner und nahm das Gespräch mit Heraeus Noblelight auf. Neben der Behebung der offensichtlichen technischen Probleme war es erforderlich den Arbeitsbereich auf 3000 x 1050 mm zu vergrößern, die Produkttemperatur sicher auf bis zu 500 °C zu erhöhen und die Anlagentechnik nachhaltig zu verbessern.

Im Anwendungszentrum von Heraeus Noblelight wurde der ideale Infrarotstrahler und die optimalen Parameter ermittelt. Diese Information flossen in die theoretischen Berechnungen bei der acs ein. Man wählte gebogene Infrarotstrahler, um der Bauteilgeometrie des Integralspants bestmöglich zu folgen. Die konstruktive Herausforderung bestand in der Integration des Heizfeldes und des Materialtransports in die bestehende Presse.
Christoph Stötzel, Leiter Umformtechnik bei acs ist überzeugt: „Ein Jahr lang haben wir gemeinsam eine technische Lösung entwickelt. Wir sind sehr zufrieden mit der technischen Performance und auch der Bedienbarkeit sowie Reproduzierbarkeit. Das beeindruckt auch nachhaltig die Projektpartner. Der Wechsel der Anlagentechnologie hat wesentlich zu einer Steigerung der Bauteil- sowie Prozessqualität beigetragen.“

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Mehr zum Projekt im Video, das über den QR Code erreichbar ist:

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