Leicht und stabil
Über 1600 verschiedene CFK-Clips für Airbus 350
09 / 2012 - Nicht nur in der Luftfahrtindustrie ist die Gewichtsreduktion aufgrund des ständig steigenden Drucks zur Treibstoffeinsparung heute ein zentrales Thema. Mit dem Ziel Flugzeuge leichter zu machen, wurde in den letzten Jahren zunehmend auf kohlefaserverstärkte Kunststoffe (CFK) gesetzt. So wird der Rumpf des neuen Airbus A350 XWB vollständig aus CFK-Composites hergestellt.
Zur Verbindung der Außenhaut mit den Spanten und Stringern kommen so genannte Clips zum Einsatz. Traditionell aus Aluminium, werden die Clips bei diesem Projekt aus CFK Organoblechen gefertigt. Die vollautomatische Fertigungseinrichtung inklusive der Werkzeuge zur Herstellung der komplexen strukturbelasteten CFK-Bauteile wurde von FRIMO entwickelt und an den Kunden Premium Aerotec geliefert.
Die „eigenstabilen“ Clips sind im Grunde flächige Elemente unterschiedlicher Geometrie aus drei orthogonal zueinander stehenden Flächen, welche Aussenhaut, Spanten und Stringer miteinander verbinden.
Als Ausgangsmaterial dienen Organobleche aus Kohlefaser-Gewebe mit thermoplastischer Matrix. Je nach Belastungsanforderungen kommen Halbzeuge mit unterschiedlicher Lagenanzahl sowie als Matrixwerkstoffe Polyphenylensulfid (PPS) oder Polyetheretherketon (PEEK) zum Einsatz.
Vorgefräste Zuschnitte des Halbzeugs werden in Spannrahmen mit spezieller Faltmechanik eingelegt und von einem Roboter in eine Infrarotheizung eingelegt. Nach der erforderlichen Heizzeit bei einer entsprechenden Temperatur, abhängig von Matrixwerkstoff und Lagenzahl, muss der Vorformling vom Ofen in die Presse verbracht werden. Diese komplexe Aufgabe, wobei der aufgeheizte Zuschnitt innerhalb von 5 Sekunden vom Roboter mit dem Spannrahmen bereits gefaltet und zur endgültigen Konsolidierung in die Presse eingelegt wird, war eine echte Herausforderung.
Aufgrund der Vielzahl unterschiedlicher Clip-Geometrien entstanden über 1600 Werkzeuge, die durch ein vollautomatisches Werkzeugwechselsystem ausgetauscht werden. Dieser Werkzeugwechsel ist in die BDE des Kunden integriert, so dass neben einer Plausibilitätsüberprüfung auch die Maschinenparameter entsprechend eingestellt werden.
Für Premium Aerotec war es wichtig, dass FRIMO die gesamte Spannrahmentechnik, Roboter, Presse sowie Werkzeuge und Werkzeugwechsel mit sauber definierten Schnittstellen, alles aus einer Hand liefern konnte. Mit der Anlage von FRIMO können tausende Clips unterschiedlicher Geometrie in kürzester Zykluszeit falten- und porenfrei in höchster Qualität und Reproduzierbarkeit hergestellt werden.
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Martina Schierholt
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