Verkleben von Verbundwerkstoffteilen für Weltraumraketen

Weltraumraketen müssen extremen Kräften standhalten. Verbundwerkstoffteile bieten eine zuverlässige Lösung, da sie sehr robust und belastbar sind. Ein spezialisiertes und führendes europäisches Unternehmen produziert Nutzlastverkleidungen aus Composites (Verbundwerkstoffen) für Weltraumraketen. Diese Stufenadapter verbinden die erste und die obere Stufe oder die obere Stufe und das Raumfahrzeug miteinander. Die Nutzlastverkleidungen schützen die Nutzlast beim Aufenthalt in der Erdatmosphäre. Die Verbundwerkstoffteile basieren auf Wabenkernen aus Aluminium mit kohlenstoffverstärkten Kunststoffdeckschichten.

Anforderungen
Aufgrund der hohen Temperaturen und dynamischen Druckveränderungen, denen die Verkleidung ausgesetzt ist, sowie der hohen Kosten der darin befindlichen Nutzlasten, ist ein hohes Maß an Qualitätsmanagement in der Produktion erforderlich. Das Unternehmen verwendet einen zweikomponentigen Epoxid-Klebstoff, der auf verschiedene Bauteile der Nutzlastverkleidung (Zugangstüren) aufgetragen wird. Bei beiden Materialien handelt es sich um sehr pastöse Werkstoffe mit einer hohen Dichte, die einen hohen Füllstoffgehalt erfordern. Nur so können sie den extremen Umgebungsbedingungen, denen das Bauteil später ausgesetzt ist, standhalten.  

Bislang wurden die Materialien manuell dosiert und vermischt. Die pastösen Materialien lassen sich von Hand nur sehr schwer sauber mischen. Bei diesem Prozess entstehen Hohlräume und Lufteinschlüsse im Material, die das Auftragen des Materials erschweren. Die hohe Dichte und der hohe Füllstoffgehalt beider Materialien machen die Materialien außerdem abrasiv, was eine Verarbeitung mit Kolbenpumpen erschweren kann. 

Lösung
Aufgrund der Materialeigenschaften ist eine zuverlässige Anlage mit präziser und prozessstabiler Dosierung und Mischung erforderlich. METER MIX lieferte dem Kunden eine PasteShot 20 Dosier- und Mischanlage mit Kolbenpumpen. Speziell gehärtete Pumpenbaugruppen sowie ein gehärtetes Mischventil schützen vor einem hohen Verschleiß durch das abrasive Material. Die Anlage verfügt über eine Füllstandanzeige, sodass die Materialbehälter effizient gewechselt werden können und nur minimale Ausfallzeiten durch den Wechsel entstehen. 

Dank der PasteShot 20 Dosier- und Mischanlage muss der Kunde das Material nicht länger von Hand dosieren und mischen. Das Material wird schneller und effizienter verarbeitet. Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter können einen korrekten manuellen Auftrag des Klebstoffs sicherstellen und müssen nicht mehr überprüfen, ob der Klebstoff korrekt dosiert und gemischt wurde. Dies verkürzt die Zykluszeit des Klebe- und Versiegelungsschritts in der Produktion der Nutzlastverkleidung drastisch und gewährleistet gleichzeitig eine höhere Qualität des gemischten Klebstoffs. Die Prozesssicherheit wurde erhöht und stellt zukünftig eine hohe Reproduzierbarkeit sicher.