Flugzeugbau: Fertigungsverfahren und Werkstoff reduzieren Kosten und Gewicht

Fertigungstechnologie ermöglicht Teilekonsolidierung und effiziente Produktion: Die Schmelzkern-Technologie von Egmond Plastic mit Victrex PEEK-Polymerlösung spart über 30 Prozent Kosten und bis zu 50 Prozent Gewicht.

Bei der Herstellung von komplexen Pumpengehäusen für die Luftfahrtindustrie lassen sich Kosteneinsparungen von mehr als 30 Prozent und Gewichtseinsparungen von bis zu 50 Prozent gegenüber herkömmlich zerspanten Metallbauteilen erzielen. Das effiziente Produktionsverfahren, einschließlich der Teilekonsolidierung, hat der niederländische Spritzgussspezialist Egmond Plastic BV entwickelt, indem er die eigene Schmelzkern-Technologie mit einer Hochleistungspolymerlösung von Victrex kombiniert. So werden zum Beispiel gesonderte Lager überflüssig, da diese durch Verwendung kohlenstofffaserverstärkter Typen des VICTREX PEEK-Polymers nun in das Gehäusedesign integriert werden können.

Pumpengehäuse für Anwendungen in der Luftfahrt besitzen äußerst komplexe Innengeometrien, die mit herkömmlicher Spritzgusstechnik nicht zu formen sind. Mit der Schmelzkern-Technologie von Egmond Plastic lassen sich komplexe Hohlkörper, Verteiler und Rohre herstellen. „Unsere Technologie in Kombination mit kohlenstofffaserverstärktem VICTREX PEEK-Polymer bietet zahlreiche Vorteile. Dazu zählen Kostensenkung, verbesserte Fertigungsgeschwindigkeit und darüber hinaus Gewichtsreduktion, die zu einer verbesserten Kraftstoffeffizienz und reduzierten CO2-Emissionen führt. Zusammen mit der Teilekonsolidierung ermöglicht die außergewöhnliche Technologie- und Materialkombination das Design komplexer Bauteile – und das weit über die Möglichkeiten von Standardspritzguss und Metallverfahren hinaus“, erklärt Richard Brandwijk, Geschäftsführer von Egmond Plastic BV.

Diese Fertigung ermöglicht eine 80-prozentige Zeitersparnis gegenüber spanabhebender Bearbeitung. Sekundäre Bearbeitungsschritte für Korrosionsschutz, zum Beispiel Anodisieren, können entfallen. Vorlaufzeiten lassen sich um 50 Prozent reduzieren. In der Summe führen diese Faktoren zu Kosteneinsparungen von mehr als 30 Prozent pro Stück im Vergleich zum Metallpendant.

„Die weltweite Luftfahrtindustrie wird durch den stetigen Metallersatz in wichtigen Anwendungen enorm gewinnen. Egmond hat hier bewiesenermaßen eine führende Rolle inne. Unser PEEK-Know-how und unsere Materiallösungen tragen dazu bei, diese Technologie zu nutzen, um einige der schwierigsten Herausforderungen bei Design und Produktion von komplexen Bauteilen erfolgreich anzugehen“, sagt Uwe Marburger, Aerospace Business Development Manager bei Victrex.

Für die Herstellung von kraftstoffführenden Bauteilen war bislang allgemein Aluminium spezifiziert; aber ein kohlenstofffaserverstärktes PEEK-Polymer zeigt gegenüber Aluminium eine überlegene Ermüdungsbeständigkeit. Gleichzeitig erfüllt der Werkstoff alle technischen Anforderungen für diese Anwendung. Dazu zählen etwa Steifigkeit, effektive FST-Eigenschaften (Flammschutz, Rauchentwicklung, Toxizität) und Beständigkeit gegen aggressive Chemikalien, darunter die für diese Luftfahrtanwendung wichtige Beständigkeit gegen Kerosin und die Hydraulikflüssigkeit Skydrol. Die Größe der Bauteile beträgt bis zu 30 cm × 30 cm × 40 cm; der Prozess wird in der Regel für Produktionsläufe von bis zu 2'000 Teilen verwendet.

Egmonds einzigartige Schmelzkern-Technologie weist bei der Verwendung von VICTREX PEEK eine langjährige Erfolgsbilanz auf. Das wichtigste Beispiel ist eine Kraftstoffpumpe für das Düsenflugzeug „Eurofighter Typhoon“, das in mehreren europäischen Ländern im Einsatz ist. Die Pumpe ist seit mehr als 20 Jahren erfolgreich im Einsatz.

Bild: Pumpengehäuse aus Victrex PEEK-Polymer für Flugzeuge erzielen 50 Prozent Gewichtseinsparung.
© PTI Technologies

  • Bild: Pumpengehäuse aus Victrex PEEK-Polymer für Flugzeuge erzielen 50 Prozent Gewichtseinsparung.
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