Ein Forschungsprojekt von Ruag Australien hat gezeigt, dass Korrosion an Flugzeug-Tragflächen mit einem speziellen 3D-Druckverfahren repariert werden kann. Prof. Rhys Jones und Neil Matthews zeigten, dass mit dem Kaltgas-Spritzverfahren strukturelle Integrität und lasttragende Eigenschaften beschädigter Tragflächen-Paneele wiederhergestellt werden können.
Beim 17. AIAC erhielten die beiden Experten für ihre Präsentation zu diesem Thema den Preis für den besten Fachbeitrag. Der Forschungserfolg eröffnet für Luftstreitkräfte neue Möglichkeiten, was den dauerhaften Erhalt der Leistungsfähigkeit ihrer Flugzeuge und die Verringerung der Wartungskosten angeht.
Ruag Aviation ist Entwicklungsbetrieb nach EASA Part 21/J, Herstellungsbetrieb nach EASA Part 21/G und Instandhaltungsbetrieb nach EASA Part 145. Zu den Kernkompetenzen des Unternehmens zählen Reparatur- und Instandhaltungsarbeiten, Upgrades sowie die Entwicklung, Herstellung und Integration von Subsystemen für Flugzeuge und Helikopter – und dies über deren gesamte Lebensdauer.
Das Kaltgasspritzen ist eine Technologie, in der Metallpartikel durch die Expansion eines Gases auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt werden. Beim Aufprall von Pulverpartikeln auf einen festen Körper mit ausreichend hoher Energie und plastischer Verformung kommt es zur Haftung auf dem Grundwerkstoff.
„Für unsere Tests haben wir Strukturen verwendet, die denen entsprechen, die auch tatsächlich an Flugzeugen eingesetzt werden. Auch die Last-Spektren entsprachen dem operativen Flugbetrieb“, erklärt Neil Matthews. Die herausragenden Resultate sind besonders interessant für die Beseitigung von Korrosions-Effekten an älteren Flugzeugen.
Kostenfaktor Korrosion für Flotten
Für solche Reparaturen an australischen Militärflugzeugen werden pro Jahr bis zu 228 Millionen Australische Dollar (rund 172 Mio CHF) aufgewendet. Auch bei der US Air Force entfallen mindestens 31 Prozent der jährlichen Wartungskosten auf die Beseitigung der Korrosion. „Dies sind erhebliche Summen, die auch in Zukunft nicht kleiner werden dürften. Daran ändert auch die Einführung neuer Flugzeuge nichts, denn wegen knapper Budgets sind die Flugzeuge immer länger im Einsatz“, so Neil Matthews weiter.
Der Fachbeitrag mit dem Titel „Additive metal solutions to corroded wing skins in operational aircraft“, thematisierte den Einsatz des Kaltgas-Spritzverfahrens für Reparaturen an Tragflächen-Elementen. Er belegt, dass dieses additive Verfahren die Integrität der Oberflächenstrukturen wiederherstellen kann. Das Verfahren ist ebenso für Reparaturen einsetzbar wie auch bei Korrosion und Rissbildung. Die Analyse zeigt auf, dass die Reparaturmethode an unter Druck belasteten Beplankungen, bei denen bis zu 50 Prozent Materialverlust zwischen den Versteifungselementen vorhanden ist, die Tragfähigkeit des Flügels auch im Falle von Stresskorrosionsrissbildung in den Versteifungselementen wiederherstellen kann.
„Wir haben das Potenzial der Technologie entdeckt, als wir Reparaturen mit diesem Verfahren für nicht-strukturelle Anwendungen zertifiziert und eingesetzt haben“, erklärt Neil Matthews. Rhys Jones und Neil Matthews arbeiten seit 2008 gemeinsam an der Weiterentwicklung dieser Technologie für strukturelle Anwendungen und gelten als weltweit führend auf diesem Gebiet. Sie halten mehrere internationale Patente im Namen von Ruag Australien.
