AEROTEC представляет передовое гибридное УПВ-АМ дизайн для легких авиаструктур

Современные авиаструктуры состоят из множества разных материалов. Например, фюзеляж и структура крыла Airbus A350XWB построены в основном из композитов с некоторыми металлическими деталями. Здесь детали соединяются, по классическому гибридному дизайну, болтами и ремнями. Этот дизайн приводит к высокому времени сборки, усилиям и затратам. Кроме того, большое количество крепежей в этом классическом гибридном дизайне вводит ненужный вес, а также концентрации напряжений в точках ввода нагрузки.

В проекте TOAST, Premium AEROTEC (Аугсбург, Германия), поставщик 1-го уровня фюзеляжных структур для A350, представил совершенно новые методы соединения композитов и металлов. Таким образом, недостатки классического гибридного дизайна с болтами и ремнями могут быть устранены. Premium AEROTEC разработала и изготовила за менее чем пять месяцев демонстратор для авиационной структуры, похожей на аэротормоз, используя современный гибридный дизайн. Он состоял из титанового крепежа ввода нагрузки, сделанного аддитивным производством (АМ), и термопластикового композитного пластины из УПВ, соединенных с использованием термопластикового композитного налития.

Инновация этого демонстратора — соединение разных материалов без болтов или крепежей. Это было возможно только за счет использования аддитивного производства и термопластикового налития. Титановый крепеж был спроектирован со штырями на его нижней стороне и ребрами, спроектированными с гироидными структурами, оба легко производимые АМ. Деталь из титана АМ и термопластиковая композитная пластина были затем помещены в термоформенную форму. Две детали были сжаты вместе в термоформенном процессе с шагом литья под давлением сразу после. Во время этого шага V-образные термопластиковые композитные ребра были налиты и вдавлены в губчатые гироидные ребра титанового крепежа.

Соединения в этом гибридном демонстраторе были реализованы либо материальным соединением (УПВ — УПВ), либо формовым замыканием (титан АМ — УПВ). Параллельно проводились структурные тесты для определения механических свойств соединений. Эти тесты показали, что способности передачи нагрузки были похожи на те, что с ремнями и болтами.

Преимущества этого современного гибридного дизайна по сравнению с классическим дизайном с механическими крепежами включают быстрое производство и сборку без крепежей, меньше деталей необходимо, и шаги процесса сборки короче и автоматизированы. Кроме того, эффективность свобод дизайна, эксплуатируемых использованием АМ и литьем под давлением, приводит к снижению веса. Эта технология может быть применена везде, где нагрузки должны передаваться между точками и поверхностями.

Premium AEROTEC — первый производитель компонентов в мире, поставляющий 3D-печатные компоненты из титановых сплавов для серийного авиационного производства. Premium AEROTEC — глобальный игрок в авиационной индустрии и достиг объема продаж 2 млрд евро в 2018 году. Ее основной бизнес — дизайн и строительство авиаструктур в металле и углеродно-волокнистых композитных материалах. Компания имеет объекты в Аугсбурге, Бремене, Гамбурге, Норденхаме и Фареле в Германии, а также в Брашове в Румынии. Premium AEROTEC нанимает около 10 000 человек по всему миру.