Die Spoiler der neuen Airbus A340-Flotte bestehen aus einem Sandwichkörper mit Aluminiumbeschlägen, die mit Titanschrauben befestigt werden. In dem Bereich, wo die Beschläge montiert sind, müssen Versteifungen eingefügt werden, um ein Zerdrücken durch die Schraubenvorspannung zu vermeiden. Der Rohling für den Mittenbeschlag wird im Gesenk geschmiedet und anschließend allseits befräst, oberflächenbehandelt und assembliert. Als Werkstoff wird Al 7050 eingesetzt. Die statischen Werte derartiger Schmiedebeschläge werden durch Wärmebehandlung extrem 'hochgezüchtet'. Neben den Anforderungen für die Einzelkomponenten sind auch die durch die Werkstoffpaarung verursachten Problemfelder zu beachten. Diese werden im Beitrag kurz dargestellt. Die Einsatzmöglichkeiten von 'Resin Transfer Moulding' (RTM) Bauteilen als Ersatz von komplexen Al-Gesenkschmiedeteilen wurden in einem Kunststoffcluster untersucht. Der Preformkörper besteht aus trockenen Fasern. Einzelne Subpreforms werden im Werkzeug platziert und schließlich mit Harz in einem Injektionsprozess gefüllt. Ausgangsmaterial ist hier Gewebematerial. Die RTM-Werkzeuge können sehr komplex ausfallen. Der fertige Mittenbeschlag wird in den Spoilerkörper integriert und nicht mehr montiert. Dies ermöglicht eine weitere Gewichtsersparnis zu den theoretisch möglichen 30 % durch Substitution der Aluminiumstruktur durch CFRP. Nachteilig bei CFRP Bauteilen ist die Schlagempfindlichkeit. Für viele Bauteile sind Metalle unverzichtbar. Hier wurde die Substitution von Standard-Aluminiumbauteilen durch Magnesiumprofile untersucht, die eine Gewichtseinsparung von mindestens 15 % bei gleich bleibender Steifigkeit bieten. Anhand zweier Bauteile für die Handgepäckablage wird der Ersatz der Aluminiumlegierung EN AW-6061 durch die Magnesiumlegierung AZ31 näher beschrieben (Design, Dimensionierung, FEM-Berechnung).
Optimale Werkstoffwahl im Flugzeugbau aus Sicht eines Produzenten
2004
13 Seiten, 13 Bilder, 5 Tabellen, 6 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Flugzeugbau , Leichtbauweise , Werkstoffauswahl , Werkstoffeignung , Werkstoffeigenschaft , Werkstoffsubstitution , Verbundwerkstoff , Aluminiumlegierung , Magnesiumlegierung , Schmiedestück , Anwendungsgebiet , Werkstoffpaarung , Fertigung verstärkter Kunststoffe , Fertigung von Halbzeugen und Bauteilen
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