Premium AEROTEC 展示了未来轻型飞机结构的混合 CFRP-AM 金属设计
今天的飞机结构由许多不同的材料组成。例如，空客A350XWB的机身和机翼结构主要由复合材料制成，并带有一些金属部件。在这里，按照经典的混合设计，用螺栓和铆钉连接零件。这种设计导致高组装时间、精力和成本。此外，这种经典混合设计中的大量紧固件会引入不必要的重量，以及载荷引入点处的应力集中。
在 TOAST 项目中，A350 机身结构的一级供应商 Premium AEROTEC（德国奥格斯堡）提出了连接复合材料和金属的全新方法。这样，可以消除经典的螺栓和铆钉混合设计的缺点。 Premium AEROTEC 使用现代混合设计在不到五个月的时间内开发和制造了一种类似飞机空气制动器的结构的演示器。它包括一个由增材制造 (AM) 制成的钛负载引入配件和一个碳纤维增强聚合物 (CFRP) 热塑性复合板，并使用热塑性复合材料二次成型进行连接。
该演示器的创新之处在于不同材料之间的连接，无需螺栓或紧固件。这只有通过使用增材制造和热塑性塑料包覆成型才能实现。钛合金配件的下侧设计有销钉，肋骨设计有陀螺结构，两者都可以用 AM 轻松生产。然后将 AM 钛零件和热塑性复合板放入热成型模具中。两个部件在热成型过程中被压在一起，紧接着是注塑步骤。在此步骤中，V形热塑性复合肋材被包覆成型并压入钛配件的海绵状螺旋肋中。
该混合演示器中的接头通过材料连接（CFRP – CFRP）或形式闭合（钛 AM – CFRP）实现。同时，还进行了用于确定接头机械性能的结构测试。这些测试表明载荷传递能力与铆钉和螺栓相似。
与使用机械紧固件的经典设计相比，这种现代混合设计的优点包括无需紧固件即可快速制造和组装，所需零件更少，组装过程步骤更短且自动化。此外，通过使用增材制造和注塑成型所利用的设计自由的效率导致重量减轻。该技术可应用于必须在点和面之间传递载荷的任何地方。
Premium AEROTEC 是世界上第一家为批量飞机生产提供由钛合金制成的 3D 打印部件的部件制造商。 Premium AEROTEC 是航空业的全球参与者，2018 年的营业额达到 20 亿欧元。其核心业务是设计和建造金属和碳纤维复合材料的飞机结构。该公司在德国的奥格斯堡、不来梅、汉堡、诺登纳姆和瓦雷尔以及罗马尼亚的布拉索夫设有工厂。 Premium AEROTEC 在全球拥有约 10,000 名员工。
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