„Mit dem neuen automated-Composite-Compression-Verfahren (aCC) können wir Faserchips in einem Werkzeug unter Druck und Temperatur automatisiert zu komplexen 3D-Formteilen pressen“, berichtet Dominik Nägeli, jüngstes Familienmitglied in der Geschäftsleitung der Nägeli Swiss AG und verantwortlich für den Bereich Faserverbund. „Vor allem für den Leichtbau eröffnen sich dadurch bisher ungeahnte Möglichkeiten“, ergänzt Christoph Nägeli, Geschäftsführer und Vater von Dominik. Auf der Swiss Plastics zeigt das Schweizer Unternehmen den neu entwickelten Chock MAX, einen faltbaren Unterlegkeil aus Polyamid-Faserchips für Flugzeuge. Hergestellt wird dieser mittels des neu entwickelten innovativen aCC-Verfahrens, das Nägeli Swiss AG gemeinsam mit Partnern entwickelt hat.
Drei wesentliche Vorteile durch 3D-Faserverbund
Der neue Chock MAX aus Polyamid 6 mit Kohlefaserverstärkung hält Flugzeuge bis 350 Tonnen Startgewicht und Raddurchmesser bis 1050 mm sicher in Parkposition. Gegenüber herkömmlichen Chocks aus Metall oder Hartgummi weist der Chock MAX drei wesentliche Vorteile auf. Mit nur 3,5 kg ist er erstens um vieles leichter als herkömmliche Unterlegkeile. Zweitens ist er nahezu unzerstörbar durch 3D-Formteile aus Carbon. Und drittens ist er faltbar. Durch das Zusammenklappen lässt sich der Chock MAX mit wenig Kraftaufwand jederzeit unter dem Rad entfernen. Verspätungen im Flugverkehr durch verklemmte Chocks werden so vermieden.
Strukturbauteile automatisiert herstellen
Nägeli Swiss AG fertigt die Chocks für die Schweizer Aerogenius AG, die das Produktpatent innehat. Mindestens genauso revolutionär wie das Produkt ist das innovative Verfahren, das Nägeli als Technologieführer gemeinsam mit Partnern entwickelte. Die PA6/CF-Faserchips sind eine Kombination aus thermoplastischer Matrix und Verstärkungsfasern. Sie werden in definierter Länge in einem Formwerkzeug unter Druck und Temperatur zu komplexen 3D-Formteilen gepresst.
Mit Carbon in die dritte Dimension
Der aCC-Prozess eröffnet für Carbonteile völlig neue Denkweisen in der dritten Dimension. Dabei – und das ist das Neuartige – sind der Komplexität der Bauteilgeometrie nahezu keine Grenzen gesetzt. Darüber hinaus können beispielswiese auch Gewindeabformungen, passgenaue Präzisionsbohrungen oder integrierte Verbindungelemente genauso wie Sprünge in der Wandstärke gefertigt werden. Das war bisher mit Faserverbundwerkstoffen kaum möglich. Durch die automatisierte, prozesssichere Fertigung mit hoher Wiederholgenauigkeit sind Serienstückzahlen bis 100.000 Bauteile pro Jahr realisierbar. Das macht das aCC-Verfahren als alternatives Fertigungsverfahren für viele Leichtbauteile, vor allem auch für bewegte Teile, hochinteressant. „Konstrukteure und Maschinenbauer verfolgen unsere Arbeit sehr aufmerksam“, berichtet Christoph Nägeli abschließend.
Exzellenz in der Nische mit Ideen für den Markt
Die 1941 von Ernst Nägeli als Stanzerei gegründete Nägeli Swiss AG ist ein klassisches Schweizer Familien-unternehmen. Was mit der Herstellung von Kugellagerkäfigen und Zahnscheiben als Schraubensicherungen begann, hat sich zu einer Ideenschmiede für knifflige Aufgaben und Verfahren in der Entwicklung und Herstellung von Teilen aus Blech und Faserverbundstoffen entwickelt. Das Unternehmen, welches in zweiter Generation von Christoph Nägeli und in dritter Generation von Niklaus und Dominik Nägeli geführt wird, fertigt vorwiegend Produkte mit hohem Engineering-Anteil und hoher Wertschöpfung. Seit 1987 erweitert Nägeli kontinuierlich die Kompetenz in der Faserverbundtechnologie und realisiert Projekte in einer Vielzahl unterschiedlicher Branchen, u.a. auch in der Luft- und Raumfahrt.
((Technikinfo aCC-Verfahren/automated Composite Compression))
Carbon in der dritten Dimension denken
Faserchips, eine Kombination aus thermoplastischer Matrix und Verstärkungsfasern, werden in einem Werkzeug unter Druck und Temperatur automatisiert zu komplexen 3D-Formteilen gepresst. Der Bauteilkomplexität sind nahezu keine Grenzen gesetzt, seien es präzise Gewindeabformungen, passgenaue Präzisionsbohrungen, integrierte Verbindungselemente oder Wandstärkensprünge. Die mechanischen Eigenschaften lassen sich über die Länge und Art der Faserchips sowie durch Formelemente wie z.B. Rippenstrukturen gezielt und spezifisch einstellen – in einer Bandbreite von Aluminium bis hin zu Eigenschaften im Bereich von Endlosfasern – und dies bei einer 40% geringeren Dichte als Aluminium. aCC-Bauteile eignen sich vorrangig für Bereiche, in denen Spritzgussteile auch mit Kurzfaserverstärkung zu tiefe mechanische Werte aufweisen und Aluminium-Bauteile zu schwer sind. Durch die automatisierte Herstellung ist in der Serienproduktion eine hohe Reproduzierbarkeit gewährleistet sowie je nach Bauteilgröße eine Ausbringrate von bis zu 100’000 Bauteilen pro Jahr erreichbar. Anders als bei duroplastischen Matrixsystemen ist ein vollständiges Recycling der Faserchips mittels Hochspannungsfragmentation möglich, wobei die Chips anschließend wieder dem aCC-Prozess zugeführt werden können.
((Technikinfo Chock))
Neue Technologie vermeidet Flugverspätungen durch verklemmte Chocks
Chocks, zu Deutsch «Bremskeile», werden zum Blockieren von Flug- und Fahrzeugrädern eingesetzt, um ein Wegrollen aus der Parkposition zu verhindern, z.B. bei starken Winden oder abfallendem Gelände. In der Luftfahrt bestehen diese bis jetzt hauptsächlich aus Hartgummimaterial. Hat ein Flugzeug die Parkposition am Dock erreicht, werden stets als erster Schritt die Räder mittels Chocks blockiert, um ein Wegrollen zu verhindern. Wird nun das parkierte Flugzeug beispielsweise durch Windeinfluss oder während des Beladens bewegt, kann es sein, dass der Hartgummi-Chock unter dem Rad verklemmt und sich nicht mehr herausziehen lässt. In diesem Fall muss das Flugzeug aufwändig mittels Pushback-Fahrzeug verschoben werden, damit der Chock entfernt werden kann. Dies kann zu massiven Verspätungen im Flugverkehr führen. https://www.alphachocks.com/
https://www.youtube.com/watch?v=ISmykedsIig
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