Der Nutzlastcontainer für eine Höhenforschungsrakete wurde im Automated Fiber Placement (AFP) Verfahren mit Kohlenstofffaserverstärkten thermoplastischen Tapes (CF-PEEK) als Teil der Primärstruktur hergestellt. Die strukturelle Integrität wurde ohne zusätzlichen Nachkonsolidierungsprozess erreicht. Die Realisierung dieses einstufigen in-situ Verfahrens markiert einen großen Entwicklungsschritt, da teure und zeitaufwändige Vakuumsackverfahren eingespart werden können. Im Gegensatz zum Wickelverfahren werden außerdem Faserondulationen an den Kreuzungspunkten vermieden, was sowohl die Bauteilsteifigkeit als auch -festigkeit verbessert. Der Nutzlastcontainer zeichnet sich durch die Einhaltung enger geometrischer Toleranzen und eine hohe Konsolidierungsqualität aus. Durch die zielgerichtete Auswahl eines geeigneten Lagenaufbaus wurden ebenfalls hervorragende thermomechanische Eigenschaften erzielt.
Die Eignungstests unter Druck-, Biegung und Schubbelastungen konnten im Jahr 2018 die Einhaltung der hohen Anforderungen bestätigen. Die Lasten werden über HI-LOK Schraubniete in die Struktur eingeleitet. Damit gehört diese Bauteil zur ersten Generation in-situ AFP hergestellter Primärstrukturen, welches im tatsächlichen Flugbetrieb im Rahmen des DLR ATEK Projektes mit einer VSB-30 Rakete eingesetzt wird.
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie
Sebastian Nowotny · E-Mail: sebastian.nowotny@dlr.de · DLR.de
