Fraunhofer IWM CFK-Schaum-Sandwichstrukturen im thermomechanischen Härtetest

CFK-Schaum-Sandwichtstrukturen bieten eine hohe gewichtsspezifische Biegesteiftigkeit und -festigkeit und deshalb im Flugzeugbau an Attraktivität. Für diesen Anwendungsbereich untersucht das Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik (IWM) in Halle daher, inwieweit das Alterungsverhalten eine thermomechanische Schwächung hevorruft.

Der Sandwichaufbau besteht aus zwei steifen CFK-Deckschichten und einem polymeren Hartschaumkern. Beide Matrerialien haben einen sehr unterschiedlichen Wäremausdehnungskoeffizient. Bei der Sandwichherstellung im Vakuuminjektionsverfahren ist die Struktur spannungsfrei, bei der Abkühlung auf Raumtemperatur entstehen jedoch hohe Eigenspannungen.

Vier-Punkt-Biegetest untersucht Biegesteifigkeit

Zusammen mit den Lasten, die im Betrieb der Temperaturwechsel zwischen 80 und -55 °C erzeugt, müssen die Strukturen standhalten. Laboruntersuchungen umfassen Temperaturschockexperimente mit bis zu 5000 thermischen Lastwechseln sowie Auslagerungen bei konstanten Klimabedingungen.

Im Anschluss werden die Prüfteile im Vier-Punkt-Biegetest getestet. Ziel ist die Entwicklung von Konzepten zur Minimierung der Eigenspannungen.

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