INFUSION VON SCHAUMSANDWICHLAMINATEN FÜR LEICHTFLUGZEUGE

Abstract

Die Hersteller von Leichtflugzeugen fertigen seit den 1950-1960er Jahren Flugzeuge mit Faserverbundkunststoffen. Vor allem die Tragflächen, die als Schaumsandwichlaminate hergestellt werden, werden im Handlaminierverfahren gefertigt. Dies bietet den Vorteil einer flexiblen Fertigung und einer bisher ausreichenden Bauteilqualität. Als nachteilig zeigt sich aber, dass die Laminierer ständig den Emissionen der Harze ausgesetzt und der Porenanteil innerhalb der Laminate, verglichen mit Infusionslaminaten, relativ hoch ist. Dies ist bereits in den Jahren 1998-1999 im LuFo I Projekt „Technologieverbesserungen an Faserverbund-Strukturen der Allgemeinen Luftfahrt“ festgestellt worden. Allerdings hat sich auch gezeigt, dass die Harzaufnahme bei den im Infusionsverfahren hergestellten Schaumsandwichlaminaten wesentlich höher ist als beim Handlaminieren. Es wird jedoch nicht abschließend begründet, woher der Unterschied kommt. Aus diesem Grund wird im Verbundprojekt LuFo V-2 „General Aviation Booster“ (GeAviBoo) ein neuer An-satz zum Einsatz eines Infusionsverfahrens im Leichtflugzeugbau beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Stade unternommen. Inhaltlich wird ein unkonventionelles Infusionsverfahren angewendet, dessen Augenmerk auf der Wiederverwendung von Infusionshilfsmitteln liegt. Somit kann ein großer Anteil an Fertigungsabfällen vermieden und die Herstellungskosten gesenkt werden. Außerdem werden Fertigungsparametern zur Tränkung der Sandwichlaminate ermittelt. Bei der konventionellen Tränkung solcher Laminate werden Löcher innerhalb des Schaumsandwichkerns zur Synchronisation des ober- und unterhalb des Sandwichkerns fließenden Harzes genutzt. Ein anderer Ansatz besteht in der Nutzung von gefrästen Kanälen im Sandwichkern. Bei beiden Vorgehensweisen wird jedoch zusätzliches Harz verwendet und daher steigt das Gewicht gegenüber den Handlaminaten additional an. Die geschickte Ausnutzung eines Temperaturgradienten über den Sandwichkern kann hierbei zur Beeinflussung der Fließ-fronten genutzt und überschüssiges Harz vermieden werden. Neben der Untersuchung von Fertigungsparametern wird zusätzlich ein Vergleich der mechanischen Kenn-werte von Hand- und Infusionslaminaten gezogen. Mit diesen ermittelten Kennwerten können die Strukturbauteile später neu ausgelegt und der Gewichtszunahme, hervorgerufen durch die Harzaufnahme der Sandwichkerne, entgegengewirkt werden.