Leichter, flexibler und formbarer als Metall: Kennen Sie Prepregs als Werkstoff der Zukunft?

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Verbundwerkstoffe werden immer beliebter, weil sie extrem leicht und leistungsstark sind. Diese Eigenschaften sind für Solar Impulse 2 besonders wichtig.

Wie viele andere Solvay-Produkte im Solarflugzeug tragen auch unsere Verbundwerkstoffe entscheidend zur Gewichtseinsparung bei.

Die Tragflächen wurden mit einer revolutionären Technik geformt. Diese Technik kommt ohne Autoklaven aus und ermöglicht die Herstellung hochwertiger und großflächiger Formteile bei niedriger Aushärtungstemperatur.

Großflächige und konturgenaue Formteile härten bei niedrigerer Temperatur

Um Verbundwerkstoffe herzustellen, wird Verstärkungsgewebe (z. B. aus Carbonfaser) mit einem Harz imprägniert. Es entsteht ein so genanntes Prepreg. Die in dieser Phase noch dünnen und geschmeidigen Prepregs werden Lage für Lage in eine Formschale gelegt, um komplexe Bauteile zu formen. Die Positionierung der einzelnen Lagen entscheidet über die Leistung des produzierten Bauteils.

Im Standardverfahren werden Prepreg-Bauteile im Autoklaven unter Druck erhitzt und ausgehärtet. Das von Solvay entwickelte, autoklavlose Verfahren hingegen arbeitet ohne Druck: Eine spezielle Vakuumfolie wird auf das Formteil gelegt, die Luft wird herausgepresst, die Struktur verdichtet und das Formteil an den Kanten vakuumdicht versiegelt. Anschließend wird es bei niedriger Temperatur in einem Ofen ausgehärtet. Dadurch behält es seine Kontur und erzielt optimale Leistung – Kriterien, die für Konzeption und Herstellung von Solar Impulse 2 entscheidend waren.



Flugzeugteile 50 Prozent leichter und gleichzeitig exakt formbar

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Mit unserem autoklavlosen Verfahren konnten wir Teile für Solar Impulse herstellen, die mindestens 50 Prozent weniger wiegen als Teile aus Aluminium. Außerdem sind diese Teile dünner und komplexer – bei gleichbleibender Leistung.

Bauteile aus Verbundwerkstoffen bestehen aus mehreren Schichten von Prepregs, die in einer Formschale platziert werden. Indem man die Rezeptur des Harzes, die Richtung der Fasern im Verstärkungsgewebe ändert oder indem man die Prepregs unterschiedlich anordnet, kann man die Leistung des Bauteils auf die Anforderungen der jeweiligen Anwendung zuschneiden. Da Solvay Harze, Carbonfasern und Trägergewebe herstellt, können wir die Eigenschaften des gesamten Bauteils exakt einstellen.

Ingenieure können mit Verbundwerkstoffen effizientere Strukturen konzipieren. Da komplexe Geometrien möglich sind, verringert sich die Zahl der Einzelteile deutlich. So kommt ein Flugzeug wie Solar Impulse 2 mit weniger Bauteilen aus, die im Ergebnis dieselbe Funktion erfüllen und zudem leichter sind.

Solvay stellt schon seit über 20 Jahren autoklavlos Produkte her, die auch in Passagierflugzeugen eingesetzt werden, z. B. in den Seitenleitwerken des Airbus A350 XWB. Schiffhersteller nutzen unsere Produkte z. B. für Rennyachten, wie die Alinghi, die 2007 den America’s Cup gewann. Die autoklavlose Aushärtung war entscheidend für die Strukturfestigkeit einer so großen, leichten und schnellen Yacht.

Ganz sicher werden wir diese Werkstoffe in Zukunft häufiger sehen!

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