Premium Aerotec präsentiert A320-Druckschott aus thermoplastischem CFK

Der Flugzeugstrukturhersteller Premium Aerotec (Augsburg, Deutschland) hat ein wesentliches Bauteil der Primärstruktur des Airbus A320 aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) mit thermoplastischer Matrix entwickelt und gefertigt. Der seriennahe und seriennahe Demonstrator für das Druckschott der A320-Familie wurde vom Unternehmen in rund vier Monaten entwickelt, produziert und im April auf der ILA in Berlin präsentiert.

Mit dieser Innovation erweitert Premium Aerotec das Anwendungsspektrum von CFK mit einer thermoplastischen Matrix im Flugzeugrumpf, weit über den bisherigen Einsatz in Kleinteilen hinaus. Gemeinsam mit Partnern beweist das Unternehmen nun seine Fähigkeit, große Flugzeugkomponenten aus CFK mit thermoplastischer Matrix zu entwickeln und herzustellen.

Der Druckschott-Demonstrator besteht aus acht gleich großen Segmenten, die durch modernste Schweißtechnik miteinander verbunden sind. Ein Vorteil dieses Materials ist die Schweißbarkeit von Thermoplasten. Premium Aerotec nutzt diese Eigenschaft als Ersatz für das herkömmliche Nieten, was Zeit und Kosten spart. Die gesamte Entwicklung und Konstruktion wurde von Premium Aerotec durchgeführt, die Fertigung der einzelnen Komponenten erfolgte in Kooperation mit dem Institut für Verbundwerkstoffe (IVW, Kaiserslautern, Deutschland). Premium Aerotec hat in Zusammenarbeit mit dem DLR-Zentrum für Leichtbau Produktionstechnik (Augsburg, Deutschland) eine technische Lösung zum Schweißen verzogener Bauteile entwickelt.

Im Vergleich zum aktuellen traditionellen Druckschott für die A320-Familie, das aus genieteten Aluminiumbauteilen hergestellt wird, wiegt die CFK-Version weniger Gewicht bei gleichen mechanischen Eigenschaften sowie kürzere Produktionszeiten und wirtschaftlichere Herstellungskosten. Premium Aerotec wird in den nächsten Monaten weitere Erkenntnisse über die technologisch sinnvolle Auslegung und effiziente Konstruktion zur Herstellung solcher Großbauteile aus thermoplastischem CFK sammeln und die Qualifizierung der notwendigen Prozesse vorantreiben.

Das Know-how von Premium Aerotec mit thermoplastischen Materialien wird durch den langjährigen Einsatz in kleineren Teilen in der A350 XWB gewonnen. Hier wird beispielsweise thermoplastisches Material verwendet, um CFK-Rahmen mit CFK-Hautabschnitten zu verbinden. Premium Aerotec fertigt über 4.000 CFK-Bauteile mit einer solchen thermoplastischen Matrix pro Flugzeug in einem hochautomatisierten Serienprozess. Diese Technologie lässt sich nun auch für größere Flugzeugkomponenten einsetzen und mit Schweißverfahren kombinieren. Der vorgestellte Demonstrator zeigt, dass mit diesem Konzept ein wesentlicher Grundstein für die nächste Generation von Flugzeugrumpfschalen mit hohen Produktionsraten gelegt wird.

Neben der Entwicklung des Druckschott-Demonstrators treibt Premium Aerotec auch in öffentlich geförderten Projekten den Fortschritt der Thermoplast-Technologie voran. Anfang 2018 startete das OSFIT-Projekt (One-Step Fully Integrated Thermoplastic Frames) zur Entwicklung thermoplastischer Rahmen, gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Berlin, Deutschland) im Rahmen des aktuellen Luftfahrtforschungsprogramms der Bundesregierung (LuFo V-3). Das IVW, das Automotive Center Südwestfalen (ACS, Attendorn, Deutschland) und die beiden Fraunhofer-Forschungsinstitute – das IGCV (für Guss-, Verbund- und Verfahrenstechnik, in Augsburg) und das IFAM (für Fertigungstechnik und neue Werkstoffe, in Bremen) – sind ebenfalls an dem Projekt beteiligt, wobei Premium Aerotec die Gruppe leitet.

Das Kerngeschäft von Premium Aerotec liegt in der Entwicklung und Produktion von Flugzeugstrukturen aus Metall- und Kohlefaserverbundwerkstoffen. Das Unternehmen hat Standorte in Augsburg, Bremen, Hamburg, Nordenham und Varel in Deutschland sowie in Braşov in Rumänien.