Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten von Faserverbundstrukturen in kombinierter Prepreg-/ Nass-Technologie

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wird eine neuartige Fertigungs-technologie zur Herstellung von Strukturen aus Kohlen-stofffaserverbundwerkstoffen vorgestellt. Diese so genannte „hybride Fertigung“ basiert auf der Kombination der industriell bereits etablierten Prepreg- und Injektionstechnologie. Zum Nachweis einer Eignung dieses Verfahrens zur Herstellung von Strukturbauteilen im Flugzeugbau wurden zahlreiche experimentelle Untersuchungen durchgeführt. Diese Unter-suchungen betrafen vorwiegend die Charakterisierung der Kontaktzone, die beim Einsatz von zwei Matrixsystemen entsteht und deren mechanischen Eigenschaften. Anhand von Fließversuchen mit einem gefärbten Injektionsharzsystem sowie durch anschließende Untersuchungen zu mechanischen Eigenschaften der gefügten Proben konnte gezeigt werden, dass von der Übergangszone der beiden Matrixwerkstoffe im Fall der untersuchten Materialkombinationen keine nachteiligen Auswirkungen auf den Verbund ausgehen. Darüber hinaus lagen die ermittelten Festigkeitswerte von hybrid gefertigten Materialproben oberhalb derer von reinen Injektionsbauteilen. Zur Demonstration der Herstellbarkeit und dem Nachweis der erwarteten Eigenschaften eines belastbaren, hybrid gefertigten Strukturbauteils werden zwei Demonstratoren gezeigt, die den Nachweis der prinzipiellen Eignung dieser Technologie für die Herstellung von Faserverbundstrukturen eindrucksvoll abrunden.