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Infrarot-Strahler optimieren Composites für Flugzeuge

Mit Infrarotwärme verdichtete Laminatlagen sind frei von Störungen
Infrarot-Strahler optimieren Composites für Flugzeuge

Infrarot-Strahler optimieren Composites für Flugzeuge
Die Infrarot-Strahler von Heraeus Noblelight tragen bei GKN Aerospace dazu bei, Strukturfehler in extrem großen Kompositbauteilen zu verhindern
Ein Infrarot-Wärmesystem von Heraeus Noblelight hilft die hohe Qualität von Bauteilen aus Verbundwerkstoffen für Flugzeuge zu sichern, die in der neuen Anlage von GKN Aerospace bei Western Approach nahe Bristol hergestellt werden.

Das Infrarot-System wurde kundenspezifisch für die Erwärmung von lageweise aufgebauten Kompositbauteilen konstruiert, die später als Tragkonstruktion in Flugzeugflügeln am Heck des Airbus 350 XWB zum Einsatz kommen. Infrarot-Wärme trägt im Herstellungsprozess mit dazu bei, dass Strukturstörungen in den Kompositlagen vermieden werden. Das Infrarot-System wurde nach Tests im Anwendungszentrum von Heraeus in Neston in enger Kooperation mit GKN Aerospace Ingenieuren entwickelt.

GKN Aerospace ist weltweit führender Lieferant von Flugzeugzellen und Triebwerken, Komponenten und Einheiten für eine breite Palette von Flugzeugzulieferern und Generalunternehmern. Das Unternehmen hat 170 Millionen Britische Pfund investiert, um die neue Anlage zur Herstellung von Flugzeugflügeln aufzubauen.
Ein wichtiger Arbeitsschritt in der Anlage ist die Herstellung der Heckflügeltragkonstruktion für den Airbus 350 XWB aus Kompositmaterial. Dafür wird ein Pre-preg Carbonkomposittape flächig und mehrlagig auf eine für das jeweilige Tragwerksbauteil spezifische Form aufgelegt und in einem Autoklaven gehärtet. Bei solch komplexen Prozessen kann es zu Strukturstörungen im Kompositaufbau kommen. Hohlräume oder ein Übermaß an Harz zwischen den Kompositlagen führen zu Verschiebungen. Vermeiden lassen sich diese Verschiebungen durch lagenweise Verdichtung des Kompositaufbaus. Hierbei fixiert man den Sitz der Kompositlagen immer wieder unter Vakuum und durch den Einsatz von moderater Wärme. Die Formen mit den Kompositlagen werden in Vakuumhüllen gesteckt, Luft oder Gase herausgedrückt und so unter Wärmeeinsatz die Haftung verstärkt und die Struktur der Kompositlagen fixiert.
Die Ingenieure bei GKN entschieden, dass wiederholtes Verdichten der Bauteile während des Aufbauprozesses signifikante Vorteile bietet und baten Heraeus um Versuche mit Infrarot-Strahlern, um die Wärme gezielt und lokal an der Form einbringen zu können. Danach folgten Versuche vor Ort mit einem portablen Infrarot-System. Diese waren so erfolgreich, dass schließlich ein produktionsreifes System mit einer Nennleistung von 465 kW installiert wurde. Es besteht aus drei Sektionen mit jeweils sieben einzeln regelbaren Zonen, um die Oberflächenerwärmung auch an den extrem großen Teilen präzise und gleichmäßig steuern zu können.
Dr. Marie-Luise Bopp Marketingmanagerin bei der Heraeus Noblelight GmbH in Kleinostheim
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