MFFD – Produktionstechnologie für den thermoplastischen Rumpf von morgen
Laufzeit: 2019-2023
Das DLR Institut für Bauweisen- und Strukturtechnologie in Augsburg hat die Herstellung einer maßstabsgetreuen Rumpfhalbschale für den Clean Sky 2 "Multifunctional Fuselage Demonstrator" (MFFD) abgeschlossen. Gemeinsam mit den Partnern Airbus, Premium AEROTEC und Aernnova hat das DLR die Oberschale für den acht Meter langen MFFD Demonstrator im Juli 2023 ausgeliefert.
Der vollmaßstäblich (engl. full-scale) multifunktionale Rumpfdemonstrator (MFFD) ist einer der wichtigsten Vorzeige-Demonstratoren im Rahmen des europäischen Großprojekts Large Passenger Aircraft (LPA) innerhalb von Clean Sky 2.
Das Ziel von Large Passenger Aircraft ist sowohl die Demonstration der besten Technologien mit hohem Reifegrad als auch die Entwicklung disruptiver Technologien für ‚2035+'-Anwendungen, um die zentralen ACARE-Ziele in Bezug auf die Umwelt, zukünftige Marktanforderungen und verbesserte Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Luftfahrtindustrie zu erreichen.
https://www.cleansky.eu/large-passenger-aircraft
Das DLR ZLP befasst sich in diesem Zusammenhang mit der Entwicklung von zukunftsweisender, laserbasierter in-situ Faserablage (engl. advanced fiber placement, kurz AFP), sowie der Weiterentwicklung von Schweißtechnologien - insbesondere des kontinuierlichen Ultraschall- und Widerstandsschweißens - für eine staubfreie Endmontage.
Eine neue Blitzschutzfolie (Cetex TC1225 LSP) von Toray Industries (Nijverdal, Niederlande) wurde als erste Lage für die Außenhaut verwendet, um die Rumpfproduktion durch Funktionsintegration zu verschlanken.
Das kontinuierliche Ultraschallschweißen wurde eingesetzt, um die Stringer auf die in-situ konsolidierte thermoplastische Flugzeughaut zu schweißen - eine Weltneuheit.
Das Widerstandsschweißen, das vom DLR zusammen mit Premium AEROTEC für die Druckkalotte des AIRBUS A320 weiterentwickelt wurde, verbindet im Fall der Oberschale die C-Spante mit der Haut. Hierfür wurde eine spezielles Werkzeug, die "Schweißbrücke" entwickelt, die auf dem Ablagewerkzeug aufsitzt. Diese Schweißtechnik hat das Potenzial, Rumpfspanten in fünf Minuten mit der Außenhaut zu verbinden.
Außerdem wird das Widerstandsschweißen verwendet, um die Cleats mit den Stringern und Spanten in einer "cobot-on-robot"-Konfiguration zu verschweißen. Dies ermöglicht Präzision und Zugänglichkeit in einem sehr begrenzten Arbeitsraum.
Das DLR entwickelt damit heute die Technologien für emissionsfreie Flüge von morgen.
Vor dem finalen Demonstrator wurde eine "Testschale" hergestellt, um alle Produktionstechnologien für thermoplastische Verbundwerkstoffe, die für die Herstellung der MFFD-Oberschale erforderlich sind, erfolgreich zu validieren. Die Errungenschaften dieses wichtigen Meilensteins innerhalb dieses europäischen Projekts wurden im Oktober 2022 auf der International Conference on Thermoplastic Composites (ITHEC) in Bremen vorgestellt, die mit dem Preis für den "Best Paper Award" ausgezeichnet wurde.
Video: MFFD – Production Technology for the Thermoplastic Fuselage of Tomorrow
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