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Produkte und Lösungen, 02.06.2010, 11:00

Titan von ThyssenKrupp VDM sorgt für Sicherheit im neuen Großraumflugzeug A 380

Das Bauteil selbst ist für ein solches Riesenflugzeug vergleichsweise klein. Umso größer ist seine Bedeutung für die Sicherheit im neuen Airbus A 380. Im Fahrgestell des doppelstöckigen Jumbo-Jets verbirgt sich ein kerndicht geschmiedetes Bauteil, das durch zahlreiche Hohlbohrungen zu einem Röhrensystem verarbeitet wurde. Ohne dieses Titanbauteil würden die Bremsen des neuen Großraumfliegers nicht funktionieren. Es ist für die Bremshydraulik des größten und modernsten Passagierflugzeugs der Welt erforderlich und muss dabei hohen Belastungen und einem Druck von 300 bar standhalten. Auf Grund der besonderen Anforderungen ist der hydraulische Block der Bremsanlage aus der Titanlegierung Ti6Al4V gefertigt, die im Essener Werk der ThyssenKrupp VDM produziert wurde. Aber auch die Fabrikation vieler Konstruktionsteile für den A 380 wäre ohne den Hersteller von Hochleistungswerkstoffen nicht möglich gewesen. So wurden aus Nickellegierungen der ThyssenKrupp VDM (Werdohl) Formen gemacht, in denen Elemente aus dem Verbundwerkstoff CFK gegossen wurden.

Der neue Airbus A 380 kommt jetzt erstmals von Deutschland aus zum Einsatz. Am 11. Juni wird mit dem Linienflugbetrieb auf den stark frequentierten Routen nach Asien und Nordamerika begonnen. Fünf Tage zuvor startet bereits die deutsche Fußball-Nationalmannschaft mit einem solchen Flieger Richtung Weltmeisterschaft in Südafrika. Theoretisch kann das größte Passagierflugzeug der Welt bis zu 850 Gäste an Bord aufnehmen. Der 24 Meter hohe und 73 Meter lange Super-Jumbo ist rund 560 Tonnen schwer. Und das Gewicht läge noch weitaus höher, wenn nicht Titan verwendet würde. Dieser Werkstoff weist eine besonders hohe Festigkeit bei niedrigem Gewicht, gute mechanische und thermische Belastbarkeit sowie Korrosions- und Erosionsbeständigkeit auf. Titan kann hart sein wie Stahl, wiegt aber nur die Hälfte. Dadurch verringert sich nicht zuletzt der Kerosinverbrauch deutlich. Deshalb finden sich im Triebwerk, Fahrgestell, in den Flügelkonstruktionen und der Flugzeugzelle größere Mengen Titan. „Je größer die Flugzeuge werden, desto mehr Titan werden sie aufweisen müssen“, weiß Helmut Jost, Projektmanager Marketing und Regional Management bei ThyssenKrupp VDM. „Für die Herstellung eines Airbus A 380 werden etwa 140 Tonnen Titan bestellt, für den Dreamliner 787 von Boeing rund 120 Tonnen.“ Der verbaute Titananteil der modernen Großraumflugzeuge macht zwischen 10 und 15 Prozent ihres Gesamtgewichtes aus.

Spezielle Nickellegierungen kommen nicht nur als Bestandteil des Flugzeugs zum Einsatz, sondern dienen auch als Herstellungs-Werkzeug für einzelne Elemente. Diese Bauteile bestehen aus Kohlefaserverbundwerkstoffen (CFK), einem weiteren wichtigen Material zum Bau von Flugzeugen der neuesten Generationen. Der leichte Kunststoff, in dem Kohlefasern eingebettet sind, wird in entsprechenden Formen ausgehärtet, die aus Hochleistungswerkstoffen der ThyssenKrupp VDM gefertigt worden sind. Dabei kommt es nicht nur auf die Verschleißfestigkeit an, sondern insbesondere auf die geringe thermische Ausdehnung zwischen Raumtemperatur und 200 Grad Celsius, der Aushärtetemperatur des Kunststoffes. „Bestimmte Nickellegierungen wie der hier verwendete Pernifer 36 zeigen in diesem Temperaturbereich nur ein Zehntel der Wärmeausdehnung von Stählen. Dadurch treten mit solchen Formen bei der Aushärtung und Abkühlung der CFK-Bauteile keine thermischen Spannungen auf und Schädigungen der Bauteile werden vermieden“, erläutert Dr. Heinrich Scherngell, Leiter Vertrieb Aerospace bei ThyssenKrupp VDM. Damit wird erreicht, dass die hohen Sicherheitserfordernisse der Luftfahrtindustrie erfüllt werden.

Die modernen Giganten der Lüfte übertreffen alle Vorgängermodelle an Leistung, Größe und Aussehen. Die besonderen mechanischen und thermischen Belastungen, denen die Maschinen in der Höhe ausgesetzt sind, erfordern Materialien, die in der Lage sind, genau diesen Bedingungen zu trotzen und die sich gleichzeitig durch Leichtigkeit, hohe Festigkeit und Komfort für die Passagiere auszeichnen. „Titan- und Nickellegierungen sind aus dem heutigen Flugzeugbau nicht mehr wegzudenken“, betont Dr. Scherngell. „Ihre Verwendung macht es möglich, dass die Maschinen immer leichter, immer größer und immer energiesparender werden.“

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