METEOR-Projekt untersucht die Optimierung der thermoplastischen Prepreg-Produktion

Nach drei Jahren Forschung und Tests und einem Budget von 6,5 Millionen € Das wissenschaftliche Team des Forschungsinstituts IRT Saint Exupéry (Toulouse, Frankreich) und Mitglieder des METEOR-Projekts (comPetitive ThermOplastic pRpreg) haben eine Studie zur optimierten Herstellung von thermoplastischen Hochleistungs-Prepregs mit vielversprechenden Ergebnissen abgeschlossen.

Das Projekt METEOR entstand aus dem Wunsch des Luft- und Raumfahrtkonzerns GIFAS (Groupement des Industries Françaises Aéronautiques et Spatiales, Paris, Frankreich), die Qualität und Kosten der Produktion von Hochleistungsverbundwerkstoffen aus wettbewerbsfähigen thermoplastischen Halbzeugen zu optimieren, die zu 100 % aus der französischen Lieferkette und können durch Prozesse außerhalb des Autoklaven (OOA) konsolidiert werden.

Aus diesem Grund bestand die Mission von METEOR darin, alle Schritte der Wertschöpfungskette zu identifizieren, zu entwickeln und zu optimieren – und so die Kosten und den Energieaufwand der Prepreg-Herstellung zu reduzieren – was zu kohlenstofffaserverstärkten Thermoplasten (CFRTP) für Anwendungen an Luftfahrtstrukturen im industriellen Maßstab führt , soll ein unterentwickelter Raum sein. Zu den Projektphasen gehören die Synthese und Mikronisierung von Polyetherketonketon (PEKK), die Imprägnierung verschiedener Faserverstärkungen sowie das Drapieren und Verfestigen von OOA, um nur einige zu nennen.

Laut METEOR deuten vielversprechende Ergebnisse darauf hin, dass der Übergang in den industriellen Maßstab bald möglich sein wird. Von hier aus wird das IRT Saint Exupéry seine Expertise in einer zweiten Phase weiter einbringen, die neue Tests erfordert, um das Verständnis und die Kontrolle der CFRTP-Produktionsprepregs weiter zu verfeinern.

Die durchgeführten Arbeiten basierten auf Spezifikationen von Airbus (Toulouse, Frankreich) und einem Austausch zwischen allen Projektmitgliedern. Arkema (Colombes, Frankreich) beispielsweise konnte mehrere technologische Hindernisse für . beseitigen optimieren die Syntheseprozesse des PEKK-Harzes, sodass das wissenschaftliche Team die Perspektiven für die technische Entwicklung im industriellen Maßstab aufzeigen kann. SDTech (Alès, Frankreich) identifizierte und beherrschte die Mikronisierung des Rohmaterials und lieferte optimierte Pulver für die Imprägnierprozesse.

In ähnlicher Weise hat der gemeinsame Austausch zwischen IRT Saint Exupéry, Hexcel Composites (Stamford, Connecticut, USA), Chomarat (Le Cheylard, Frankreich) und Porcher Industries (Erbach, Deutschland) das Verständnis dafür erweitert, was bei der Faserimprägnierung und -konsolidierung passiert. , und folglich auf die Optimierung der Morphologie der Prepregs, die für die Herstellung von Verbundwerkstoffen erforderlich sind. Hutchinson (Paris, Frankreich) begleitete auch alle Testkampagnen, indem er unter anderem die Charakterisierung der hergestellten Verbundwerkstoffe durchführte, um die für deren Verständnis und Optimierung notwendigen Elemente bereitzustellen.

Schließlich wurden zwei Abschlussarbeiten mit dem ICA und dem Forschungsinstitut CNRT Matériaux (Caen, Frankreich) durchgeführt. Ziel der Diplomarbeiten war es, das Verständnis bestimmter Phasen der Herstellung von Prepregs zu vertiefen:

• „Untersuchung der Imprägnierung von Dochten durch eine wässrige thermoplastische Polymersuspension. Anwendung bei der Entwicklung von Prepreg-Bändern“ (CNRT Matériaux).
• „Modellierung der Schmelz-/Imprägnierungsphase. Anwendung auf einer Pilotimprägnieranlage“ (ICA).

Nach der Ofenkonsolidierung und der Präsentation eines Leistungsniveaus, das den technischen Anforderungen des Luftfahrtsektors entspricht, wurde berichtet, dass das METEOR-Projekt die von GIFAS gestartete Herausforderung weitgehend meistert.