Thermoplast Technologien
DLR
Am ZLP Augsburg wird eine Vorreiterrolle in der Entwicklung und Anwendung modernster Materialien für die Luft- und Raumfahrt eingenommen, insbesondere im Bereich der thermoplastischen Faserverbundtechnologien. Durch diese innovativen Materialien wird eine Vielzahl von Vorteilen geboten und neue Möglichkeiten für die Konstruktion und Herstellung von Flug- und Raumfahrzeugen eröffnet.
Vorteile thermoplastischer Faserverbundtechnologien:
- Gewichtsreduktion und strukturelle Effizienz: Thermoplastische Faserverbundwerkstoffe bieten eine hohe Festigkeit bei geringem Gewicht, was zu einer deutlichen Gewichtsreduktion von Luft- und Raumfahrtsystemen führt. Dadurch werden verbesserte Leistungsparameter wie höhere Nutzlasten, größere Reichweiten und eine bessere Treibstoffeffizienz ermöglicht.
- Schnelle Herstellungsprozesse: Die Verarbeitung thermoplastischer Faserverbundwerkstoffe, z.B. mittels Thermoformen, ist effizienter und schneller im Vergleich zu traditionellen Verbundwerkstoffen. Beim in-situ Automated Fiber Placement Verfahren (AFPisc) wird das thermoplastische Material direkt bei der Ablage konsolidiert, wodurch das fertige Bauteil entsteht und kein weiterer Prozessschritt notwendig ist. Dies führt zu verkürzten Produktionszeiten und einem erheblichen Kosteneinsparungspotential.
- Wiederverwendbarkeit und Reparaturfähigkeit: Thermoplastische Materialien sind wiederverwendbar und können bei Bedarf durch Einbringung von Wärme umgeformt, repariert und recycelt werden. Dies reduziert die Gesamtbetriebskosten und liefert einen Beitrag zur Nachhaltigkeit.
- Verbesserte Designflexibilität: Thermoplastische Werkstoffe bieten eine hohe Formbarkeit und ermöglichen dadurch die Herstellung komplexer Geometrien sowie die Integration von Funktionen bereits im Fertigungsprozess. Dies führt zu optimierten Strukturen und Systemen.
- Schweißbarkeit: Ein herausragender Vorteil von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen ist ihre Schweißbarkeit. Durch verschiedene Schweißverfahren wie Widerstand- oder Ultraschall-Schweißen können Bauteile und Strukturen aus thermoplastischen Materialien zuverlässig verbunden werden und ermöglichen die Herstellung großer, formschlüssiger Strukturen mit hoher Festigkeit.
In der Forschung wird angestrebt, die Vorteile optimal zu nutzen und kontinuierlich zu verbessern. Dabei werden neue Verarbeitungstechniken, Materialkombinationen und Designansätze entwickelt, um die Leistungsfähigkeit und Vielseitigkeit thermoplastischer Faserverbundwerkstoffe für die spezifischen Anforderungen der Luft- und Raumfahrt zu maximieren.
Durch diese kontinuierliche Innovation wird aktiv an der Gestaltung der Zukunft der Luft- und Raumfahrt mitgewirkt, indem fortschrittliche Technologien zur Herstellung von Flug- und Raumfahrzeugen entwickelt werden, die leistungsstärker, leichter und kosteneffizienter sind. Thermoplastische Faserverbundtechnologien werden dabei als Schlüssel zur Realisierung dieser Ziele betrachtet und setzen neue Maßstäbe für die modernste Luft- und Raumfahrttechnologie.