Konstruktion eines mikrowellentransparenten Werkzeugs für die mikrowellengestützte CFK-Fertigung

Kurzfassung

Die Fertigung von großflächigen CFK Bauteilen erfolgt derzeit nach dem SLI RTM-Verfahren oder mithilfe der Prepregtechnik im Autoklaven. Diese Methoden haben sich bewährt, sind aber nicht effizient, da die Erwärmung des Bauteils indirekt per Konvektion erfolgt und daher sehr träge ist. Der Wärmestrom läuft von außen nach innen. Im Gegensatz dazu entsteht die Wärme durch Mikrowellen im Laminat selbst. Durch die direkte Erwärmung kann der Herstellungsprozess verkürzt werden, da die Erwärmungszeit reduziert wird. Wird das Bauteil darüber hinaus isoliert, kann nahezu eine adiabate Erwärmung umgesetzt werden, die eine weitere Optimierung des Herstellungsprozesses bedeutet. Die Fertigungsverfahren von CFK Bauteilen mithilfe von Mikrowellen stecken bislang noch in den Kinderschuhen, da u.a. die Werkzeuge aus den herkömmlichen Verfahren übernommen wurden und nicht auf die Möglichkeiten der Mikrowellenerwärmung adaptiert worden sind. Demnach steckt, bezüglich Energieeffizienz und Fertigungszeiten noch Potenzial in diesen Verfahren, was mit der Entwicklung von adaptierten Werkzeugen auszuloten gilt. Im Rahmen dieser Arbeit soll ein mikrowellentransparentes Werkzeug entwickelt werden, was die Prüfung neuer Materialien auf ihre Eigenschaften im elektromagnetischen Wechselfeld und die Konstruktion eines transparenten Trägerkonzeptes beinhaltet. Das entwickelte Formwerkzeug soll sich darüber hinaus durch einen effizienten Energiehaushalt auszeichnen, der durch eine mikrowellentranssparente Wärmeisolierung umgesetzt werden soll.