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Vortrag

Entwicklung von Faser-Metall-Laminaten aus im textilen Prozess hergestellten hybriden Halbzeugen

Mittwoch (18.04.2018)
12:00 - 12:20 Uhr

12:00 - 12:20 Uhr

Durch die Kombination von Faserverstärkten Kunststoffen und Metalllagen entstehen sogenannte Faser-Metall-Laminate (FML), die sich durch ein geringes Gewicht sowie gute Impact-Eigenschaften hervorheben.

Bisher werden vor allem im Luftfahrtbereich FML eingesetzt, die auf Basis von Prepreg-Materialien im Autoklavenverfahren hergestellt werden. Der Einsatz in kostensensitiven Bereichen wie der Automobilindustrie scheitert bisher an den hohen Produktionskosten.

Im Rahmen des Beitrags wird das Forschungsvorhaben „Entwicklung von Faser-Metall-Laminaten aus Hybridtextilien“ (FibMet) vorgestellt, das auf die Entwicklung eines wirtschaftlichen Verfahrens zur Fertigung von Faser-Metall-Laminaten abzielt.

Dabei soll der Nachweis erbracht werden, dass FML aus textilen Halbzeugen im Infusionsprozess hergestellt werden können. Zunächst werden Glasfasergelege mit Aluminiumfolien vernäht, wodurch die Lagen aneinander fixiert und die Metallfolien perforiert werden. Die auf diese Weise hergestellten hybriden Halbzeuge werden in die zu erreichende Bauteilform drapiert und anschließend im Infusionsprozess mit einer duromeren Matrix durchtränkt. Der Einfluss der Metalllagen auf den Infusionsprozess und die Optimierung des Fertigungsverfahrens stellen wichtige Forschungsschwerpunkte dar. Zudem werden die mechanischen Eigenschaften der hergestellten FML untersucht.

Es werden unterschiedliche Infusionsstrategien, wie ein konventioneller Vakuum-Infusionsaufbau und die Infusion unter Verwendung einer semipermeablen Membran verglichen. Außerdem werden verschiedene Parameter bei der Herstellung des hybriden Halbzeugs wie der Lagenaufbau und das Nahtbild (Durchmesser und Abstand der Perforation) variiert.

Zunächst erfolgt die Untersuchung auf Couponebene. Dabei wird das Infusionsverhalten beobachtet und die Laminatqualität (Poren und trockene Stellen) mithilfe von Schliffbildern und bildgebenden Verfahren analysiert. Außerdem werden die Materialeigenschaften durch verschiedene Prüfverfahren, wie Charpy-Schlagzähigkeits-, Biege- und Schälversuche charakterisiert.

Mögliche Einsatzgebiete der im vorgestellten Verfahren hergestellten FML sind großflächige Schalenstrukturen, die häufig Impactbelastungen ausgesetzt sind, wie beispielsweise die Seitenwände von Luftfrachtcontainern oder von Nutzfahrzeugaufbauten. Zudem können die beteiligten Textilunternehmen die vorkonfektionierten Lagenaufbauten als hybrides Halbzeug in ihre Produktkataloge aufnehmen.

Sprecher/Referent:
Sabrina Jenkel
Faserinstitut Bremen e.V.
Weitere Autoren/Referenten:
  • Patrick Schiebel
    Faserinstitut Bremen e.V.
  • Prof. Dr. Axel S. Herrmann
    Faserinstitut Bremen e.V.

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Manuskript Manuskript Manuskript für Konferenzband, Beitrags-Nummer: 42, "Entwicklung von Faser-Metall-Laminaten aus im textilen Prozess hergestellten hybriden Halbzeugen" (engl.: "DEVELOPMENT OF FIBRE METAL LAMINATES MADE OUT OF HYBRID SEMI-FINISHED PRODUCTS PRODUCED BY A TEXTILE PROCESS") 1 MB Download