Continuous Composites demonstriert CF3D-Technologie für Lockheed Martin, AFRL WiSDM-Projekt

Continuous Composites (Coeur d'Alene, Idaho, USA) gab am 7. April den erfolgreichen Abschluss des zweijährigen Wing Structure Design for Manufacturing (WiSDM)-Vertrags des US Air Force Research Laboratory (AFRL) durch Lockheed Martin (Bethesda, MD, USA) bekannt ) zur Herstellung eines Low-Cost Attritable Aircraft (LCAA) Flügels. Das Projekt konzentrierte sich auf ein neues strukturelles Designparadigma in Verbindung mit entsprechenden Materialien und Herstellung, um Kosten und Vorlaufzeiten für zerkleinerbare Flugzeugzellenstrukturen erheblich zu reduzieren. Laut Continuous Composites hat seine patentierte Continuous Fiber 3D Printing (CF3D)-Technologie erfolgreich die strukturellen Kohlefaserholme der Flügelbaugruppe gedruckt. Die strukturelle Leistung wurde demonstriert, als der fertige Flügelkasten statisch getestet wurde und 160 % der Auslegungsgrenzlast (DLL) erreichte, bevor sich die Druckhaut knickte. Die Holme haben nicht versagt.

„Die erfolgreiche Zusammenarbeit mit Continuous Composites und der Fokus von AFRL auf CF3D für dieses Projekt bringt nicht nur die neue 3D-Drucktechnologie voran, sondern bietet auch das Potenzial für den Verbunddruck in der Luft- und Raumfahrt in Hochleistungsindustrien“, sagt John Scarcello, Senior Manager, Lockheed Martin Skunk Funktioniert. „Wir wissen, dass dieser Prozess den Weg für breitere Anwendungen in Verteidigungs- und kommerziellen Anwendungen ebnet, und Lockheed Martin plant, Teil dieser Zukunft der fortschrittlichen Fertigung zu sein.“

Das Programm umfasste eine Reihe von Technologien mit Schwerpunkt auf innovativen Materialien und Herstellungsverfahren, darunter CF3D zum Drucken der Holme, Langfaserspritzguss für Rippen, additiv gefertigte (AM) Werkzeuge, automatisierte Faserplatzierung (AFP) für Häute, automatisches Bohren und Robotermontage. Genauer gesagt druckte Continuous Composites zwei 2,40 Meter lange, 4 Pfund schwere, sich verjüngende C-Kanal-Holme aus Kohlefaser. Laut Continuous Composites bietet dieser neuartige Ansatz zur Herstellung von Verbundwerkstoffen eine In-situ-Imprägnierung, -Verfestigung und -Aushärtung, was zu einer erheblichen Reduzierung der Kosten und der Durchlaufzeit führt. Der vollautomatische Prozess umfasst das Schneiden und erneute Zuführen, wodurch Lagenabfälle und variable Teildicken innerhalb der Struktur ermöglicht werden.

Die endgültige Flügelbaugruppe wurde an die US-Luftwaffe geliefert, um statische Belastungstests zu durchlaufen. Der fertig montierte Flügel wurde auf 160 % der DLL belastet. Es wurden keine gemessenen oder visuellen Schäden an den CF3D-gedruckten Holmen festgestellt. Die gedruckten Kohlefaserholme erreichten einen Faservolumenanteil von 60 % mit ungefähr 1 % bis 2 % Hohlräumen.

Ray Fisher, Programmmanager des Air Force Research Laboratory, sagt:„CF3D präsentiert eine innovative Fertigungstechnologie, die vielversprechend ist, sowohl kostengünstig als auch agil auf die Produktionsgeschwindigkeits- und Reaktionsfähigkeitsanforderungen zu sein, um zerkleinerbare Flugzeugzellenstrukturen zu realisieren. Der Erfolg dieses LCAA-Projekts zeigt große Chancen für die additive Fertigung mit maßgeschneiderten CF3D-Materiallösungen, die Strukturfasern optimal ausrichten können. Es ist besonders attraktiv, teure Werkzeuge bei der Herstellung von Strukturteilen für die Luft- und Raumfahrt zu vermeiden. Ich freue mich auf zusätzliche Möglichkeiten, CF3D in immer komplexer werdende Strukturen zu integrieren, die weiter für die abriebfeste Produktion optimiert sind.“

„Dieses Projekt ist eine Anwendung, bei der CF3D die erhebliche Kostenreduzierung und Designfreiheit demonstriert und gleichzeitig die strengen mechanischen Eigenschaften übertrifft, die für die Luft- und Raumfahrt erforderlich sind“, sagt Tyler Alvarado, CEO von Continuous Composites. „Unser Team ist Lockheed Martin, der U.S. Air Force und anderen Partnern sehr dankbar für die Einbeziehung von CF3D in dieses LCAA-Projekt. Wir unternehmen die nächsten Schritte, um unseren langfristigen Hauptpartner des DoD auszuwählen und gleichzeitig die Air Force zu engagieren, wie die bevorstehenden Ankündigungen unserer wichtigen Beteiligung am AFRL PiCARD-Programm parallel zu einer fünfjährigen CRADA belegen.“