Erstmalig wurde im Rahmen eines Forschungsprojekts ein Rumpfsegment in Originalgröße aus thermoplastischen CFK hergestellt. Sowohl Gewicht als auch die Herstellkosten sollen damit um 10 % sinken.
Die gelben Hexapodroboter halten und positionieren die 8 m lange Oberschale bei der Montage.
Fraunhofer IFAM
Die internationalen Projektpartnern des EU-Förderprojekts Clean Sky 2-/Clean Aviation haben jeweils eine maßstabsgetreue Ober- und Unterschale eines Flugzeugrumpfs aus thermoplastischem CFK gefertigt und durch automatisierte Positionier- und Fügeprozesse miteinander verbunden. Die Halbschalen sind 8 m lang und messen 4 m im Durchmesser. Damit handelt es sich um das größte thermoplastische CFK-Flugzeugrumpfsegment der Welt, wie das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM mitteilt.
Die Unterschale wurde im Autoklav unter Druck und Temperatur gefertigt, die Oberschale im Tape-Legeverfahren. Charakteristisch für beide Schalen ist der hohe Grad an Vorintegration und die weitgehend nietlose Bauweise. Dadurch wird der Rumpf um 10 % leichter als in der herkömmlichen Bauweise. Die automatisierte Vorintegration soll zudem zu Kosteneinsparungen von 10 % führen, sofern sie in einer Hochserienproduktion umgesetzt wird. Dann müssten nicht mehr wie bisher alle Bauteile in den Rumpf gebracht und dort unter beengten Verhältnissen montiert werden.
Ultraschall- und CO2-Laserschweißen fügen staubfrei
Die zwei Halbschalen wurden beidseitig verschweißt, wobei auf der einen Seite das CO2-Laserschweißen und auf der anderen Seite das Ultraschallschweißen zum Einsatz kam. Im Gegensatz zum Nieten handelt es sich dabei um staubfreie Verfahren. Nach Angaben des Fraunhofer IFAM wurden diese Verfahren bisher noch nie bei so großen CFK-Bauteilen und mit solch speziellen Qualitätsanforderungen angewendet.
Das Projektkonsortium bestand aus fast 40 Partnern aus Wissenschaft und Industrie. Neben dem Koordinator Airbus waren unter anderem mehrere Institute der Fraunhofer-Gesellschaft und des DLR sowie die Unternehmen GKN Fokker, Diehl Aviation und Premium Aerotec beteiligt.