Lokale Verstärkung mit Verfahren der Luftfahrttechnik

RTM-Bauteile Lokale Verstärkung mit Verfahren der Luftfahrttechnik

30.01.2013Autor / Redakteur: Jürgen Fleischer und Johannes Gebhardt / Josef-Martin Kraus

Zur lokalen Bauteilverstärkung wurde ein Legekopf entwickelt, der mit Kunststoffschweißdrähten trockene Rovings auf Preforms fixiert. Das ermöglicht hohe Ablegeraten. Die Leistungsfähigkeit der zusätzlichen Faserverstärkung wird an eingebetteten Krafteinleitungselementen untersucht.

Anbieter zum Thema

GGB Heilbronn GmbH

Schages GmbH & Co.KG

Mikron Switzerland AG, Division Tool

wbk Institut für Produktionstechnik Universität Karlsruhe (TH)

Lokale Verstärkung: Zur lokalen Verstärkung eines eingebetteten Krafteileitungselements wurden Kohlenstofffaser-Rovings auf ein Glasfaser-Preform abgelegt und fixiert (a). Am fertigen Bauteil wird derzeit die Festigkeit der Verbindung ermittelt (b).
(Bild: WBK)

In den vergangenen Jahren hat die Bedeutung des Leichtbaus aufgrund des weltweiten Trends zur CO₂-Reduzierung und Ressourceneffizienz stark zugenommen [1]. Große Gewichtseinsparungen für Strukturbauteile versprechen dabei vor allem faserverstärkten Kunststoffe. Sie spielen daher für den modernen Leichtbau eine immer größere Rolle. Angestrebt wird vor allem der Einsatz von Bauteilen aus endlosfaserverstärkten Kunststoffen.

Um deren Leichtbaupotenzial voll auszuschöpfen, müssen die anisotropen Eigenschaften dieser Werkstoffe gezielt ausgenutzt und die Bauteile in hochbelasteten Bereichen lokal verstärkt werden. In der Luftfahrtindustrie werden daher automatisierte Legeverfahren zur Ablage vorimprägnierter Halbzeuge (sogenannten Prepregs) angewendet [2]. Hohe Taktzeiten für die Ablage und das anschließende Aushärten der Bauteile in Autoklaven machen diese Verfahren allerdings für höhere Stückzahlen unwirtschaftlich. In der Automobilindustrie wird daher der Einsatz des RTM-Verfahrens (Resin Transfer Moulding) angestrebt, damit kürzere Taktzeiten realisiert werden können.

Gezieltes Ablegen mit Verfahren der Luftfahrttechnik

Die dabei in der Regel eingesetzten flächigen textilen Halbzeuge (Gelege oder Gewebe) lassen allerdings das Einstellen einer kraftflussgerechten Faserorientierung oder das gezielte Einbringen lokaler Verstärkungen nur bedingt zu. Um dies zu ermöglichen, können die aus der Luftfahrtindustrie bekannten Legeverfahren angepasst werden, um flächige textile Halbzeuge mit gezielt abgelegten trockenen Endlosfasersträngen (sogenannten Rovings) lokal zu verstärken.

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