Solvay bringt Epoxid-Prepreg für das Formpressen von Flugzeugstrukturen auf den Markt

Solvay Composite Materials (Alpharetta, Georgia, USA) gab am 24. Februar die Markteinführung von CYCOM EP2750 bekannt, einem neuen hoch drapierbaren Epoxid-Prepreg, das speziell für das Formpressen von qualitativ hochwertigen, kostengünstigen Primär- und Sekundärprodukten entwickelt wurde Flugzeugstrukturen. Das Harz kann nur durch Formpressen, Formpressen mit freistehender Nachhärtung oder Autoklavenhärtung verarbeitet werden und bietet kurze Taktzeiten von 15 Minuten.

Beamte von Solvay sagen, dass die Entwicklung von CYCOM EP2750 durch die Nachfrage nach einem Epoxid-Prepreg angeregt wurde, das es Herstellern ermöglicht, eine hochwertige, zuverlässige und kostengünstige Teilefertigung in Luft- und Raumfahrtqualität anzubieten. Das Ziel des Prepregs besteht darin, die Herstellung von Verbundteilen zu ermöglichen, die kosten- und leistungsgerecht mit bearbeitetem Aluminium sind.

Solvay weist auf zwei Trends auf dem Luft- und Raumfahrtmarkt hin, die wahrscheinlich erheblich von CYCOM EP2750 profitieren werden. Erstens wird erwartet, dass Single-Aisle-Ersatzteile für die Boeing 737 und den Airbus A320 jeweils mit oder nahe 100 Einheiten pro Monat hergestellt werden. Der zweite ist der aufkeimende Markt für urbane Luftmobilität (UAM), der aus kleinen bemannten und unbemannten Punkt-zu-Punkt-Flugzeugen besteht. Diese werden wahrscheinlich mit einer Geschwindigkeit von 3.000 bis 5.000 Einheiten pro Jahr hergestellt und erfordern wie größere Verkehrsflugzeuge Materialien und Prozesse, die für die Anwendung in der Luft- und Raumfahrt geeignet sind.

Für Verkehrsflugzeuge ist CYCOM EP2750 auf den Einsatz in Zugangsklappen, Sperrtüren, Halterungen und Clips ausgerichtet. Für UAM- und UAV-Anwendungen ist das Prepreg auf den Einsatz in Schotten, Spanten, Rumpfsektionen, Halterungen und Clips ausgerichtet.

Vertreter von Solvay gehen davon aus, dass das bevorzugte Verfahren für CYCOM EP2750 die isotherme Presshärtung sein wird, bei der das Layup vorgewärmt, in die Form eingelegt, gepresst, aus der Form genommen und dann besäumt wird. Dieses „hot in/hot out“-Verfahren bietet einen Aushärtungsgrad von 95 % bei der Teileentnahme und hat eine Taktzeit von 60 Minuten bei 170 °C bzw. 30 Minuten bei 190 °C. Das Harz soll selbst bei hohen Prozesstemperaturen ein geringes Exothermierisiko bieten.

Alternativ kann CYCOM EP2750 auf 80 % Aushärtungsgrad gepresst und dann außerhalb der Form nachgehärtet (freistehend) werden. Bei diesem Verfahren können die Teile je nach Härtungstemperatur nach 15-45 Minuten entformt werden. Zum Aushärten im Autoklaven muss das Prepreg für eine 30-minütige Verweilzeit auf 177 °C hochgefahren und anschließend abgekühlt werden. Die Gesamtdauer für diesen Vorgang beträgt 120-180 Minuten. Schließlich ist CYCOM EP2750 mit dem neuen Double Diaphragm Forming (DDF)-Verfahren von Solvay kompatibel.

Zu den mechanischen Eigenschaften von CYCOM EP2750 gehören eine Betriebstemperatur von 132°C, ein trockener T_g von 197 °C und einer nassen T_g von 168°C. Die Kompressionsfestigkeit des offenen Lochs im heißen/nassen Zustand beträgt 40,5 ksi; Die Druckfestigkeit des offenen Lochs bei Raumtemperatur beträgt 50,5 ksi. Laut Solvay hat das National Center for Advanced Materials Performance (NCAMP) an der Wichita State University (Wichita, Kan., USA) mit der Qualifizierung von CYCOM EP2750 begonnen, die voraussichtlich vor Ende 2020 abgeschlossen sein soll.

CYCOM EP2750 wird derzeit mit Solvays 3k-Tow, 8-Harness Thornel T650 Kohlefaserverstärkung vorimprägniert. In der Entwicklung und im Scale-up befinden sich Produktversionen, die einen 2x2-Kohlefaser-Twill und ein unidirektionales Kohlefaserband verwenden.

CYCOM EP2750 wird auf der Messe JEC World 2020 vom 3. bis 5. März in Paris am Solvay-Stand (Halle 5, M41) offiziell dem Markt vorgestellt. Mit CYCOM EP2750 hergestellte Teile werden ausgestellt.