WERKZEUGUNABHÄNGIGE AUSHÄRTEGRADÜBERWACHUNG VON EPOXIDHARZSYSTEMEN ZUR TOLERANZOPTIMIERUNG VON STRUKTURBAUTEILEN

Abstract

Die Aushärtung von Faserverbundbauteilen mit einer Epoxidharzmatrix oberhalb der Raumtemperatur erfolgt in der Regel nach einem vom Hersteller bereitgestellten Temperaturzyklus, der mit Hilfe von Messstellen am Bauteil in einem Ofen oder Autoklaven geregelt abgefahren wird. Während dieses Prozesses werden weder der Verlauf der Aushärtung der Matrix noch der Punkt der vollständigen Vernetzung erfasst. Um auszuschließen, dass die Eigenschaften der so ausgehärteten Epoxidharzmatrix unter den angegebenen Datenblattwerten liegen, sind diese Zyklen deshalb sehr konservativ und damit länger als notwendig angelegt. Ein weiterer Nachteil dieser Art der Aushärtung ist, dass weder der Gradient der Vernetzung, noch das Erreichen des Gelpunktes bestimmt oder angepasst werden können. Beide Faktoren haben aber einen direkten Einfluss auf unerwünschte geometrische Abweichungen wie den chemischen Schwund oder den Spring in Effekt. In dieser Veröffentlichung werden zwei Systeme evaluiert die es erlauben, den Aushärtegrad sowohl im Initial Cure Process innerhalb des Werkzeuges, als auch während des Free Standing Post Cure außerhalb des Werkzeuges zu überwachen. Zum einen ist dies ein auf Piezoaktoren basierendes Ultraschallsystem das die Signallaufzeit senkrecht zur Bauteilwandstärke erfasst, welche sich mit fortschreitender Aushärtung und damit zunehmender Viskosität verändert. Zum anderen wird ein von der Firma Gelinstrumente AG angebotenes System betrachtet, welches den sich während der Aushärtung verändernden komplexen elektrischen Widerstand ermittelt.