Daher hat den Einsatz von schnell aushärtenden Harzen (Fast Cure) im Resin Transfer Molding (RTM)-Verfahren an einem realen Serienbauteil demonstriert. Das Ziel der Versuche ist es, die Produktionsraten für künftige Kurz- und Mittelstreckenflugzeuge zu erhöhen, ohne die Anzahl der Werkzeuge und Öfen signifikant zu steigern.

Methodik und Versuchsaufbau

Als Testobjekt diente ein Strukturbauteil einer Triebwerksgondel (Nacelle Frame) mit einem Durchmesser von 3.050 Millimetern. Das Bauteil besteht aus einer Kohlefaser-Preform, die Gewebe und unidirektionale Lagen sowie ein Metallgitter für den Blitzschutz kombiniert. Die Versuche wurden mit den regulären Serienwerkzeugen am Standort Saint-Aignan-de-Grandlieu durchgeführt.

Zum Einsatz kamen zwei von Hexcel entwickelte Fast-Cure-Harze (HiFlow HF640F-2 und HF610F-2). Diese ermöglichen eine isotherme Injektion bei 180 Grad Celsius, gefolgt von einer kurzen Polymerisationszeit von 15 beziehungsweise 30 Minuten. Ein wesentlicher Aspekt ist die Möglichkeit der Heißentformung, was eine schnellere Abfolge der Arbeitsschritte erlaubt. Insgesamt wurden sechs Testbauteile gefertigt.

Ergebnisse der Untersuchung

Die Auswertung zeigte keine Auffälligkeiten bei der anschließenden maschinellen Bearbeitung im Vergleich zum Referenzprozess. Die Ultraschallprüfung lieferte äquivalente Ergebnisse mit einer Abweichung von etwa -0,5 dB. Auch bei der Maßhaltigkeit entsprachen die Bauteile den geometrischen Vorgaben.

Daher gibt an, dass sich die Zykluszeit für den Kernprozess (Injektion und Polymerisation) um rund 75 Prozent reduzieren lässt, ohne vor- oder nachgelagerte Schritte ändern zu müssen.

Auswirkungen auf die Produktions-Planung
Für die Serienfertigung bedeutet dies, dass der Bedarf an Werkzeugen deutlich gesenkt werden kann. Daher rechnet vor, dass bei einer Standard-Produktionsrate der Werkzeugbedarf durch den Fast-Cure-Prozess auf ein Achtel reduziert werden könnte. Bei sehr hohen Raten für künftige Flugzeugprogramme ließe sich der Bedarf von mehr als 30 Formen und fünf Öfen auf zwei Formen und zwei Mini-Pressen senken.

Die abschließende Qualifizierung durch die Flugzeughersteller sowie die Bestätigung der mechanischen Materialeigenschaften stehen noch aus. Erste Ergebnisse der Materialprüfungen werden für Ende Juni erwartet.