Torays erstes LM-PAEK-Laminat für Clean Sky MECATESTERS-Initiative

Das erste Laminat aus Toray Advanced Composites' (Morgan Hill, Kalifornien, USA) LM-PAEK Unidirektional-(UD)-Tape für das MECATESTERS Clean Sky 2 Projekt wurde am ThermoPlastic Composites Research Center (TPRC, Enschede, Niederlande) autoklavverarbeitet. Dies ist das erste von vielen Laminaten, die im Rahmen dieses 30-Monats-Projekts (JTI-CS2-2018-CFP08-LPA-02-25) innerhalb der Clean Sky 2 Large Passenger Aircraft Initiative produziert, geschweißt und getestet werden. MECATESTERS zielt darauf ab, Induktionsschweißen und Leitwertschweißen von Thermoplast-Composite-Laminaten aus UD-Tape für industrialisierte Luftfahrtanwendungen zu validieren.

Gestartet im April 2019, arbeiten KVE Composites Group (Den Haag, Niederlande) und Rescoll (Pessac, Frankreich) mit Projektleiter GKN Fokker (Hoogeveen, Niederlande) zusammen, um ein tieferes Verständnis des mikromechanischen Verhaltens geschweißter Interfaces bei UD-Tape-basierten Laminaten zu schaffen – aktuell begrenzt auf Kohlegewebe-basierte Laminate. Themen wie Alterung, Heilung, Prozessparameter und Dauerhaftigkeit müssen detaillierter untersucht werden, um einen kohärenten Ansatz zu entwickeln. Dies ist ein Schlüsselschritt für den Fortschritt solcher Technologien hin zum breiten Einsatz im Luftfahrtsektor.

Zwei vielversprechende Schweißverfahren

Das Projekt untersucht viele Aspekte des Thermoplast-Fügens mit den beiden in Clean Sky 2 als vielversprechendsten und reifsten identifizierten Thermoplast-Schweißmethoden für Luftfahrt-Carbon-Fiber-verstärkte Thermoplast-Composites: Induktionsschweißen und Leitwertschweißen.

Induktionsschweißen: Pioniert und weiterentwickelt von KVE Composites Group für kontinuierliches Schweißen von Luftfahrtstrukturen. Kommerziell genutzt von GKN Fokker für Produktion von Gulfstream G650 und Dassault 6X Ruder und Höhenruder sowie von Aviacomp für Schweißen von Tankzugangspanels für Airbus A220.

Leitwertschweißen: Entwickelt von GKN Fokker im TAPAS-2-Projekt für Punktschweißanwendungen. Hauptziel: Evaluierung und Validierung beider Methoden für typische Rumpf-Thermoplast-Komponenten basierend auf UD-Kohlefaser/LM-PAEK-Tapes und Entwicklung eines umfassenden Verständnisses ihres mikromechanischen Verhaltens.

Vier Schlüsselziele

1. Einfluss der Oberflächenbedingungen auf das geschweißte Interface evaluieren – Detaillierte Untersuchung verschiedener Oberflächenarten für klare Produktions- und Wartungsrichtlinien.
2. Auswirkungen von Alterung auf die Dauerhaftigkeit von UD-Carbon-Fiber/LM-PAEK-Teilen untersuchen – Basis für Wartungsintervalle, Engineering-Toleranzen und Lebensdauern.
3. Prozessfenster-Vergleich der Schweißmethoden – Zwei Methoden werden weiter untersucht für industriell geeignete, hochleistungsfähige, hochqualitative Lösung.
4. Mechanische Tests zur Validierung der Schweißnahtperformance – Detaillierte Analyse des mikrostrukturellen Verhaltens geschweißter Thermoplast-Baugruppen für Auswahl der optimalen Fügetechnologie.

Weitere Infos: KVE Composites und Rescoll auf LinkedIn.