Verbesserung der Werkstoff- und Bauteileigenschaften von Luftfahrtstringern druch Verbundstrangpressen
|
|
|
Prof. Dr.-Ing. D. Löhe |
Zusammenfassung
Um die Herstellkosten von Flugzeugen in der Luftfahrtindustrie trotz steigender Ansprüche bezüglich Sicherheit und Zuverlässigkeit abzusenken, ist es vonnöten, neue Fertigungstechnologien in Betracht zu ziehen. Dies liegt im ansteigenden weltweiten Wettbewerb begründet, welcher bei den Herstellern als auch bei den Betreibern zu einem steigenden Kostendruck führt. Aus diesem Grund ist die Integralbauweise von Flugzeugrümpfen von Vorteil, bei der die Stringer im Gegensatz zur Differentialbauweise geschweißt und nicht genietet oder verklebt werden, was zusätzlich eine Gewichtsersparnis durch das Entfallen der Nieten mit sich bringt (vgl. Bild 1). Durch eine Verbesserung der Werkstoff- und Bauteileigenschaften ist zusätzlich ein Einsatz für die Flugzeugoberseite denkbar, auch wenn bisher nur der Flugzeugrumpf in dieser Weise hergestellt werden kann.
//Bild fehlt
Das Ziel des Teilprojekts T1 des Sonderforschungsbereichs Transregio 10 war aus diesem Grund die Untersuchung des Verbundstrangpressens als potenzielles Herstellungsverfahren von mechanisch verbesserten Flugzeugstringern für den Einsatz in der Luftfahrtindustrie. Besonders wurden hierbei einerseits die Erhöhung des Widerstands gegen Rissausbildung und andererseits die Verbesserung der Restfestigkeit von Stringerblechbauteilen (Hautfeldern). Darüber hinaus wurde auch deren statische und zyklische Festigkeit betrachtet.
Die hierbei entstehenden Verbundwerkstoffe in Form von endlos verstärkten Strangpressprofilen wurden mithilfe von hochfesten Drähten vom Typ verstärkt. Der bisher verwendete Werkstoff wurde durch höherfeste warm aushärtbare Aluminiumlegierungen als Matrixwerkstoffe ersetzt, um den Anforderungen der Luftfahrt gerecht zu werden, da der bisher verwendete Werkstoff aufgrund seiner mechanischen Eigenschaften unzureichend war.
Gleichzeitig wurde im Rahmen des Teilprojekts T1 durch Optimierungsmaßnahmen der Einsatz des Verfahrens in der industriellen Serienproduktion betrachtet, um den Anwendungsbereich der erzielten Forschungsergebnisse zu erweitern.