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FACC setzt auf thermoplastische Faserverbundwerkstoffe
19.06.2018
Thermoplastische Faserverbundwerkstoffe sind das Material für die Mobilität der Zukunft.
Das FACC Team Research and Technology erforscht im Rahmen des Projekts INSCAPE neue Materialien und Technologien für die Aerospace-Industrie.
Der tägliche Griff zur Zahnbürste, beim Arzt oder im Krankenhaus bis hin zur Fahrt im Auto zur Arbeit oder nach Hause - mit thermoplastischem Kunststoff ist jeder tagtäglich konfrontiert.
Thermoplastischer Faserverbundkunststoff, kurz auch TPC genannt, sind aber auch im Flugzeugbau ein essentieller Konstruktionswerkstoff. Bereits seit Jahren wird das Material im Bereich des Cabin Interiors eingesetzt und verschiedenste Anbindungselemente und Beschläge werden gefertigt. Im Strukturbereich ist der thermoplastische Kunststoff noch in der Entwicklungsphase. Hier setzt das FACC Forschungsprojekt INSCAPE an.
INSCAPE bedeutet „In situ manufactured carbon-thermoplast curved stiffened panel“.
Seit Jänner 2016 forschen und entwickeln die Technische Universität München, die AFPT GmbH aus Deutschland sowie INEGI Instituto de Engenharia Mecanica e Gastao Industrial aus Portugal gemeinsam mit FACC an der Anwendung und Verarbeitung thermoplastischer Tapes. Denn die Besonderheit des Materials liegt darin, dass der Kunststoff bei der Verarbeitung nicht unumkehrbar vernetzt, sondern sich nach dem Erstarren wieder aufschmelzen lässt. Die Molekülketten werden wieder erwärmt und ein nachträgliches Umformen des thermoplastischen Matrixmaterials sowie ein Verschweißen sind möglich.
So war im Forschungsprojekt das Ziel klar definiert: Durch direktes Ablegen von thermoplastischen Tapes auf einem doppelt gekrümmten Formwerkzeug, ähnlich einer aerodynamischen Oberfläche, ein Bauteil herstellen zu können. Dabei wurde der faserverstärkte Kunststoff PEEK (Polyetheretherketon) „in situ“ abgelegt, was derzeit das wohl anspruchsvollste Verfahren im thermoplastischen Bereich ist.
Designt werden die Bauteile und Werkzeuge im Technologiezentrum Werk 5, die Produktion und Herstellung der Bauteile erfolgen am LCC (Lehrstuhl für Carbon Composites) der Technischen Universität München.
Der Einsatz dieses thermoplastischen Kunststoffes wird in Zukunft immer wichtiger, denn zukünftig werden die Stückzahlen an Flugzeugen, die monatlich produziert und ausgeliefert werden in einer Größenordnung von etwa 60 bis 100 Stück liegen. Dafür ist eine rasche Fertigung der Bauteile, wie etwa mit TPC´s gefordert.
Die Tapes werden mittels Automated Fiber Placement direkt auf dem Werkzeug abgelegt und dabei gleichzeitig vollständig konsolidiert. Das Bauteil ist damit sofort nach dem Ablegeprozess fertig und kann, wenn nötig, auch mit anderen Elementen verschweißt werden. Durch diese Prozesse sinken die Assemblierungskosten und das Gewicht der Baugruppe wird reduziert.
Mit Anfang Juni 2018 konnte das Projekt INSCAPE, federführend mit Gernot Schneiderbauer und Jürgen Tauchner, abgeschlossen werden. FACC beweist auch damit, dass der Konzern zu den international führenden Playern im Aerospace-Bereich gehört.