Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe mit intrinsischer Porosität

Abstract

Kohlenstofffaserverstärkte Kunststofflaminate (CFK) gewinnen stetig an Bedeutung im Transportsektor. Insbesondere beim Bau von hochtechnologischen Produkten - z.B.Fluggeräte - sind faserverstärkte Kunststoffe aufgrund ihrer stark ausgeprägten Anisotropie und des daraus entstehenden Leichtbaupotentials ein weitverbreitetes Material. CFK weist in Faserrichtung eine hohe Festigkeit und Steifigkeit auf und wird daher vorwiegend im Bereich der primären und sekundären Strukturbauteile eingesetzt. Vorderkante eines Flügels oder des Leitwerks ist ein derartiges sekundäres Strukturbauteil, das bereits zumindest auf Prototypniveau aus CFK gebaut wird. Um die aerodynamischen Eigenschaften der Tragfläche zu verbessern, ist die umströmende turbulente Grenzschicht im Bereich der Flügelvorderkante abzusaugen, was entsprechend dem Stand der Technik durch Perforation der Flügelhaut erreicht wird. Diese Methode erfordert jedoch nachträgliche 3D-Bearbeitung der metallischen Bleche. Ein innovativer Ansatz ist es CFK-Laminate einzusetzen, die über intrinsische Porosität verfügen. Die Porosität soll nicht im Rahmen eines Nachbearbeitungsschrittes eingebracht werden, sondern bereits während des Fertigungsprozesses entstehen. Das Ziel dieser Masterarbeit ist es, ein Verfahren zur Herstellung von kohlenstofffaserverstärkten Kunststofflaminaten mit intrinsischer Porosität zu entwickeln. Abschließend ist die Funktionsfähigkeit des Verfahrens in Fertigungsversuchen zu verifizieren und anhand geeigneter aerostatischer und mechanischer Kennwerte der Testlaminate zu bewerten.