Investigation of a new fibre metal laminate (FML) family on the base of Al-Li-Alloy with lower density

The hybrid Fiber Metal Laminate (FML) GLARE (Glass Laminate Aluminium Reinforced Epoxy) is applied effectively by Airbus instead of monolithic aluminum alloys for lowering of weight and increase of the damage tolerance capability on the largest civil aircraft A‐380. Standard GLARE contains thin aluminum sheets of 2024T3 (duralumin type) alloy, which is used usually as a skin alloy because it provides high fatigue and damage tolerance properties as well as a high ductility. One of advanced ways of further FML development is an application of thin sheets from processable Al‐Li Russian high‐modulus (E = 80 GPa) 1441 alloy with lower density (d = 2.60 g/cm3). This results in further weight saving but also to an increase of stiffness of the FML‐structure by 5–7%. Investigations and tests of coupons, components, joints and panels from 1441‐FML are carried out by Airbus, Russian and Dutch partners. Various resins and glass fiber types were also used. It was shown that generally 1441‐FML properties can be compared to Standard GLARE, i. e. an 1‐to‐1 substitution of the 2024 sheets into 1441 sheets is an option in order to obtain the full weight saving advantage due to the density effect. Als hybrides Faser‐Metall‐Laminat (FML) wird der Werkstoff GLARE (Glass Laminate Aluminium Reinforced Epoxy) im Airbus A‐380 statt monolithischer Aluminiumlegierungen effektiv zur Gewichtreduktion und Steigerung der Widerstandsfähigkeit gegenüber Beschädigungen verwendet. Das industrielle GLARE enthält Aluminiumbleche aus der Legierung 2024T3 (Typ – Duralaluminium), das gewöhnlich für Schalen verwendet wird, da es eine hohe Ermüdungssicherheit und Schadenstoleranz bietet und eine hohe Duktilität aufweist. Ein aussichtsreicher Weg bei der weiteren Entwicklung von FML ist die Anwendung von dünnen Blechen der russischen hochmodulen (E = 80 GPa) AL‐Li Legierung 1441 mit abgesenkter Dichte (d = 2,60 g/cm3). Diese ermöglicht eine weitere Gewichtreduzierung und zugleich eine Steigerung der Formsteifigkeit um 5–7%. Die Erforschung dieses Materials (1441‐FML) einschließlich der Prüfung von Proben, Elementen, Verbindungen und Schalen wurde von Airbus in Kooperation mit russischen und niederländischen Partnern durchgeführt. In diesem Kontext wurden verschiedene Harzsysteme und Typen von Glasfasern verwendet. Es konnte gezeigt werden, dass die Eigenschaften von 1441‐FML mit standartmäßigem GLARE vergleichbar sind, d. h. der Austausch von Blechen aus 2024 durch Bleche aus 1441 stellt eine Mögli