Roth filamentwinder stelt aanzienlijke gewichts- en kostenbesparing in voor Ariane 6 lanceringssysteem

Een van de grootste filamentwikkelsystemen ter wereld zal binnenkort beginnen met het fabriceren van componenten voor de Ariane 6 ruimtevaartuig, die verwacht wordt satellieten in aardbaan te transporteren voor de Europese Ruimtevaartorganisatie (ESA) zo vroeg als 2020. Ontworpen door Roth Composite Machinery (Steffenberg, Duitsland) in nauwe samenwerking met Roth's klant, Avio (Colleferro, Italië), een toonaangevende fabrikant van ruimtevaartpropulsiesystemen, zal de massale verzameling Roth filamentwikkelmachines Avio in staat stellen om, onder andere componenten, de externe behuizingen voor Ariane 6 boosterraketten te produceren — de lift-off propulsiemotoren voor het lanceringssysteem.

De motorbehuizingen en veel andere componenten van lanceringssystemen worden vandaag de dag gebouwd met lichtgewicht composieten. Omdat de behuizingen typisch cilindrisch zijn, is filamentwikkelen gewoonlijk het proces van keuze, maar prepreg processen worden ook voor sommige componenten gebruikt. Filamentgewikkelde koolstofcomposiet booster behuizingen zullen, in de Ariane 6, de staalbehuizingen vervangen die momenteel gebruikt worden in actieve Ariane 5 voertuigen. Composietgebruik, in dit geval, zal het gewicht van Ariane 6 boosterstappen, vergeleken met die van zijn voorganger, met zoveel mogelijk 35% reduceren. Hun gebruik op huidige niveaus zal ook een merkbare impact hebben op de Ariane 6 systeem's totale exploitatiekosten: De kosten per laadton worden verwacht met zoveel mogelijk 50% te dalen.

Avio en Roth hebben naar verluidt goed gebruik gemaakt van hun gemeenschappelijke ervaring uit eerdere projecten gerelateerd aan het fabriceren van Ariane 5 en Vega raketten. Dienovereenkomstig heeft het nieuwe filamentwikkelcentrum een maximale lengte van 17m, een grote werkdiameter (3,6m), en is capabel van het ondersteunen van eenwikkelmandriel die ongeveer 120 MT weegt. Het systeem is uitgerust met drie wagens die drie verschillendewikkelprocessen ondersteunen; elke wagen heeft een lengte van 7,4m en kan tot 90m per minuut bewegen.

De eerste wagen wordt gebruikt voor hetwikkelen van warmtebeschermingstape op de mandriel in vormloze composietconstructie (eerste laag binnenin de booster). Na de vulcanisatie van de tape, wordt het towpregwikkelproces uitgevoerd door gebruik te maken van de tweede wagen. De derde wagen is uitgerust met een vezelleveringskop voor geautomatiseerde tape leggen (ATL) — een functie waarvoor Avio octrooibescherming zoekt. Deze technologie stelt precieze neerleg van tape in complexe geometrische vormen in voor de bevestigingsonderdelen van de boosters. Tapes worden gesneden en getrimd door middel van een ultrasonische snijkop. De ATL-technologie werd ontwikkeld door Avio samen met Roth en een andere partner gevestigd in Italië.

Ariane 6 boosters zijn 15m lang met een diameter van maximaal 3,6m. Afhankelijk van payload grootte en gewicht, zullen twee of vier boosters per rakket, gevuld met vastestof, voldoende boost garanderen voor de eerste vluchtfase. Manfred Roth, voorzitter van het familiebedrijf, Roth Industries, waartoe Roth Composite Machinery behoort, zegt over de nieuwste zet van het bedrijf, “In de compositesector behoren we tot de wereldmarkleiders.”