VAP® Komponenten in der A350 Kabine

VAP® Faserverbund-Komponenten in der A350 XWB: Unbegrenzte Designmöglichkeiten

Die VAP® (Vacuum Assisted Process) Technologie ist ein langjährig erprobtes Industrieverfahren für eine membranunterstützte Vakuuminfusion von strukturtragenden Leichtbaukomponenten, die besonders hohen Belastungen im Flugzeug ausgesetzt sind. Das VAP® Verfahren ermöglicht die Herstellung von faserverstärkten Bauteilen in komplexen 3D Geometrien. Dank dem Einsatz von flexiblen Vakuumstrukturen sind die Werkzeugkosten minimiert.

EFW setzt das VAP®-Verfahren für die Fertigung von innovativen Fußbodenkomponenten für A350XWB ein.

Eine Studie vom Airbus zum jährlichen Wachstum des Luftverkehrsaufkommens kommt zu der Schlussfolgerung, dass der Luftverkehr bzw. der sogenannte „ausgelastete Passagierkilometer“ (Pkm) ca. 4,7% jährlich zunehmen wird (siehe Grafik 1). Zur gleichen Zeit sind die Airlines bestrebt, die Treibstoffkosten auf dem Niveau des Jahres 2011 zu halten (siehe Grafik 2).

Schätzung der jährlichen Wachstumsrate für Pkm
Grafik 1: Schätzung der jährlichen Wachstumsrate für Pkm
Quelle: Airbus SAS
Geschätzte Kosten pro Pkm
Grafik 2: Geschätzte Kosten pro Pkm
Quelle: Airbus SAS

Solche Effizienzerhöhung kann nur durch treibstoffsparende Triebwerke, bessere aerodynamische Eigenschaften und den Einsatz von Leichtbaumaterialien erreicht werden. Aus diesem Grund haben die Leichtbautechnologien (vor allem Nutzung von faserverstärkten Kunststoffen) eine außerordentliche Bedeutung für die Luftfahrtindustrie.

Ausgehend von diesen Herausforderungen haben Elbe Flugzeugwerke im Auftrag von Airbus ein innovatives Fußbodenkonzept auf Basis der Kohlefaserverbundkomponenten entwickelt. Dieses Konzept wurde erfolgreich in der Kabine der A350 umgesetzt, eines der derzeit ehrgeizigsten zivilen Airbus-Projekte.

Die Verwendung von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen in Fußbodensystemen ermöglicht nicht nur eine optimale Ausnutzung von Potentialen für Gewichtseinsparung, maximale mechanische Belastung und Wartungsvorteile sondern erlaubt unter anderem den Betreibern das Kabinendesign zu beeinflussen, auch in der späteren Konfigurationsphase des Flugzeuges. Ab sofort können Module in der Kabine (Küchen, Ruheräume etc.) je nach Kundenwunsch individuell angeordnet werden.

Um die hohen Anforderungen an Materialermüdung und Belastung (bis zu 30kN) und anspruchsvolle Gewichtsziele (weniger als 1kg Harz pro Bauteil) zu erfüllen, hat EFW einen neuen kohlenstofffaserverstärkten Querträger („Kohlefaserrippe“) in der 3D-Geometrie entwickelt.

VAP® 3D Komponenten
Ein fertig montiertes 3D CFRP mit Anbindungspunkten zu Sitzschienen und Kabinenmodulen

Dieses karbonfaserverstärktes Bauteil wurde bei EFW im VAP® Infusionsverfahren hergestellt, welches alle Vorteile einer Leichtbautechnologie mit den Kosteneinsparungen einer effizienten Serienfertigung kombiniert.

VAP® Infusionsofen
Zurzeit können bis zu 12 Bauteile in einem einzigen Ofenzyklus gefertigt werden
Die Steuerungskonsole für Infusionsofen
Die Steuerungskonsole für Infusionsofen

Um die hohen Qualitätsstandards des Urformprozesses (< 0.5mm Toleranzen für Bauteilgröße und -dicke) aufrechtzuerhalten, wird die Fertigung in allen Phasen des Infiltrationsprozesses in Echtzeit überwacht. Dadurch ist die Qualitätssicherung imstande, alle Prozesskennzahlen (z.B. Temperatur von Vakuum, Harz und Werkzeugen) sowohl online während der Infiltration als auch offline bei der Analyse aller automatisch generierten Protokolle zu überprüfen.

VAP® Infiltrationsprozess
Reinraumbedingungen während des Infiltrationsprozesses sind eine Voraussetzung der hohen Bauteilqualität
VAP® Harzdosieranlage
Die spezielle Harzdosieranlage sichert die Harzdosierung mit einer Präzision von ± 5g.

Qualitätsberichte und Prozessaufträge sind in einem Produktionssteuerungssystem verlinkt, der hohe Automatisierungsgrad führt automatisch zur Optimierung der Fertigungsdauer. Die moderne Harzdosieranlage ermöglicht darüber hinaus eine Präzision der Harzdosierung von ± 5g. Zusammenfassend können wir sagen, dass EFW momentan eine der modernsten VAP® Fertigungsanlagen betreibt.

Dank einer gelungenen Kombination vom ausgezeichneten Ingenieurwissen mit der modernsten Leichtbaufertigungstechnologie fallen die Fertigungskosten von VAP® Produkten zwischen 30 und 60% geringer im Vergleich zu ähnlichen Bauteilen aus Titanlegierungen aus.

Ein kohlenstofffaserverstärktes VAP® Bauteil
Ein kohlenstofffaserverstärktes VAP® Bauteil
Ein Querträger aus Titan
Ein Querträger aus Titan
Nach oben