Entwicklung eines aktiven Halbzeugs auf Basis von Piezokompositen zur Integration in Fertigungsprozesse von Faserverbundstrukturen

Kurzfassung

In der vorliegenden Diplomarbeit wird ein neues Verfahren zur Herstellung von aktiven Strukturbauteilen aus Kohlefaserverbundwerkstoffen mit integrierten Piezokompositaktuatoren vorgestellt. Zunächst wurden Festigkeitsuntersuchungen der Schnittstelle Piezokomposit - Faserverbund durchgeführt, um sie durch die Variation der thermoplastischen Polymerfolie, die als Verbindungsschicht zum Faserverbund dient, zu optimieren. In einem weiteren Schritt lag der Schwerpunkt der Arbeit auf der Untersuchung verschiedener Konzepte der Kontaktierung. Zu diesem Zweck wurden zunächst Lösungen für die interne und externe Kontaktierung entwickelt und im nächsten Schritt als gesamtheitliches Lösungskonzept kombiniert. Abschließend wurde der gesamte Herstellungsprozess eines aktiven Bauteils als Machbarkeitsnachweis durchgeführt. This diploma thesis presents a new process for manufacturing active structural components of carbon fibre and piezo-electric composites. In a first step examinations concerning the strength of the interface piezo-composite - carbon fibre were conducted with the intention of optimizing this interface by variation of the thermosetting polymer-foil, which serves as a contact layer between piezo-composite and carbon fibre. In a further step the main emphasis was put on examining different concepts of contacting the piezo-composites. For this purpose ways for the internal and external contact had to be found and were combined, as a consequence, in an integrated solu-tion. Finally, the entire manufacturing process of an active structural component was carried out in order to show its feasibility.