FRAMES: Pionier in Full-Scale Thermoplastisch Composiet Vliegtuig Achterste Demonstrator

FRAMES: Een nieuw onderzoeksproject gericht op thermoplastische productieoplossingen voor complexe geometrieën. Een consortium van Europese bedrijven geïnitieerd door ESTIA-Compositadour (Bayonne, Frankrijk) bundelt krachten om geavanceerde kennis en productieoplossingen te ontwikkelen voor een full-scale thermoplastisch vliegtuig achterste demonstrator.

De romp van de volgende generatie grote passagiersvliegtuigen zou de voordelen van thermoplastische composieten (TPCs) kunnen benutten — waaronder verhoogde zwaartekracht, herbruikbaarheid en snellere productiecycli — om toekomstige uitdagingen van de luchtvaartsector te tegemoetkomen.

Omdat ze bijdragen aan lichtere vliegtuigen en verminderde brandstofverbruik, krijgen deze materialen toenemende acceptatie in de luchtvaart. Er zijn echter nog issues te overwinnen. De productie van complexe-geometrie structuren die het achterste gedeelte van het vliegtuig vormen met continuous vezel-versterkte TPC blijft een aanzienlijke uitdaging: hoge verwerkingstemperaturen, grondstofkosten, complexe temperatuurgeregeld gereedschap en veranderende dwarsdoorsnedes.

Om een Clean Sky 2 initiatief te ondersteunen gericht op het ontwikkelen van concepten en enablerende technologieën voor een optimale achterste romp en empennage, initieerde ESTIA-Compositadour een Europees consortium met Heraeus Noblelight Ltd. (UK), Xelis (Markdorf, Duitsland) en Cero (Challans, Frankrijk) in het 2,5-jarige toegepast onderzoeksproject FRAMES: Fiber-reinforced thermoplastics manufacturing for stiffened, complex, double-curved structures.

FRAMES' hoofddoel is om een productiebenadering te valideren en beoordelen voor een integraal thermoplastisch achterste deel met kritische ontwerpkenmerken. Sleuteltechnologieën ontwikkeld binnen FRAMES zullen gebruikt worden in een mid-scale geavanceerde achterste (ARE) demonstrator geproduceerd door het Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR, Duits Lucht- en Ruimtevaartcentrum), deel van een Clean Sky 2 technologieplatform voor grote passagiersvliegtuigen (LPA).

Door hun krachten en kennis te combineren, zal dit consortium betrouwbare en competitieve industriële oplossingen brengen voor intelligente verwarmingssystemen voor geautomatiseerde vezelplaatsing, efficiënte productieprocessen voor verstevigers en geavanceerde verwarmde gereedschappen. Drie werkpakketten zullen deze sleuteltechnologieën ondersteunen:

• Heraeus Noblelight zal de ontwikkeling leiden van een gecombineerd optisch-thermisch simulatiemodel voor geautomatiseerde vezelplaatsing (AFP) met een xenon verwarmingsapparaat zoals humm3, wat snelle huidplaatsing mogelijk maakt.
• Xelis zal een robuust productieproces ontwikkelen voor complexe thermoplastische verstevigers met bewezen high-rate capaciteit.
• Cero zal verantwoordelijk zijn voor het leveren van een zelf-verwarmd gereedschapsoplossing die co-consolidatie van huid en verstevigers in één keer mogelijk maakt.

ESTIA-Compositadour zal het FRAMES project leiden, vezelplaatsing proeven uitvoeren en DLR ondersteunen tijdens productie en levering van de ARE demonstrator.

FRAMES werd eind juli 2020 geïnitieerd en zal regelmatig updates publiceren over zijn voortgang. Voor meer informatie, contacteer Guillaume Fourage, g.fourage@estia.fr