Premium AEROTEC은 미래의 경량 항공기 구조를 위한 하이브리드 CFRP-AM 금속 설계를 시연합니다.

오늘날의 항공기 구조는 다양한 재료로 구성됩니다. 예를 들어, Airbus A350XWB의 동체와 날개 구조는 주로 일부 금속 부품이 있는 복합 재료로 구성됩니다. 여기에서 부품은 볼트와 리벳을 사용하여 고전적인 하이브리드 설계에 따라 결합됩니다. 이 디자인은 높은 조립 시간, 노력 및 비용을 초래합니다. 또한 이 고전적인 하이브리드 디자인의 많은 수의 패스너로 인해 불필요한 무게가 발생하고 하중 도입 지점에 응력이 집중됩니다.

TOAST 프로젝트에서 A350 동체 구조의 Tier 1 공급업체인 Premium AEROTEC(독일 아우크스부르크)는 복합 재료와 금속을 결합하는 완전히 새로운 방법을 제시했습니다. 이러한 방식으로 볼트와 리벳이 있는 고전적인 하이브리드 설계의 단점을 제거할 수 있습니다. Premium AEROTEC은 현대적인 하이브리드 디자인을 사용하여 항공기 에어브레이크와 유사한 구조의 시연기를 5개월 이내에 개발 및 제조했습니다. 이는 적층 가공(AM)으로 만든 티타늄 하중 도입 피팅과 열가소성 합성물 오버몰딩을 사용하여 결합된 탄소 섬유 강화 폴리머(CFRP) 열가소성 합성판으로 구성되었습니다.

이 데모의 혁신은 볼트나 패스너 없이 다양한 재료를 연결하는 것입니다. 이것은 적층 가공과 열가소성 수지 오버몰딩을 통해서만 가능했습니다. 티타늄 피팅은 아래쪽에 핀으로 설계되었으며 자이로이드 구조로 설계된 리브는 AM으로 쉽게 생산됩니다. 그런 다음 AM 티타늄 부품과 열가소성 복합판을 열성형 몰드에 넣었습니다. 두 가지 구성 요소는 바로 열성형 공정에서 사출 성형 단계를 거쳐 함께 압착되었습니다. 이 단계에서 V자형 열가소성 복합 리브를 오버몰딩하고 티타늄 피팅의 스펀지 모양 자이로이드 리브에 압착했습니다.

이 하이브리드 시연기의 조인트는 재료 연결(CFRP – CFRP) 또는 폼 클로저(티타늄 AM – CFRP)로 실현되었습니다. 동시에, 조인트의 기계적 특성을 결정하기 위한 구조적 테스트가 수행되었습니다. 이 테스트는 하중 전달 능력이 리벳과 볼트를 사용한 것과 유사하다는 것을 보여주었습니다.

기계식 패스너를 사용하는 클래식 디자인과 비교하여 이 현대식 하이브리드 디자인의 장점은 패스너가 없는 빠른 제조 및 조립, 더 적은 수의 부품이 필요하고 조립을 위한 프로세스 단계가 더 짧고 자동화되어 있다는 것입니다. 또한 AM 및 사출 성형을 사용하여 설계 자유도의 효율성을 활용하여 중량을 줄일 수 있습니다. 이 기술은 점과 표면 사이에 하중을 전달해야 하는 모든 곳에 적용할 수 있습니다.

Premium AEROTEC은 연속 항공기 생산을 위해 티타늄 합금으로 만든 3D 인쇄 구성 요소를 공급하는 세계 최초의 구성 요소 제조업체입니다. Premium AEROTEC은 항공 산업의 글로벌 기업으로 2018년에 20억 유로의 매출을 달성했습니다. 핵심 사업은 금속 및 탄소 섬유 복합 재료로 항공기 구조를 설계 및 제작하는 것입니다. 이 회사는 독일의 아우크스부르크, 브레멘, 함부르크, 노르덴함 및 바렐과 루마니아의 브라쇼브에 사이트를 보유하고 있습니다. Premium AEROTEC은 전 세계적으로 약 10,000명의 직원을 고용하고 있습니다.