Verbesserung der Materialeigenschaften von CFK durch den gezielten Einsatz von thermoplastischen Fadengelegen

Viac o knihe

Die Anforderungen an zivile Verkehrsflugzeuge steigen kontinuierlich, insbesondere in Bezug auf Energieeffizienz. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, setzen Hersteller zunehmend auf Carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) in der Flugzeugstruktur. Für Bauteile in mittleren Stückzahlen (1.000 bis 20.000 Stück/Jahr) kommen Verfahren der Liquid Composite Moulding (LCM) zum Einsatz, da sie eine hohe Bauteilqualität und Kosteneffizienz bieten. CFK zeichnet sich durch hervorragende mechanische Eigenschaften und ein geringes Gewicht aus, jedoch führt die Sprödheit des Epoxidharzes zu Nachteilen bei schlagartigen Belastungen. Eine Methode zur Erhöhung der Schlagzähigkeit ist die Einbringung von Einlegern zwischen den Faserlagen, was die Energievernichtung an der Rissspitze erhöht und das Risswachstum verringert. Diese Arbeit untersucht, welches Polymer sich am besten für die Modifikation der interlaminaren Schicht eignet. Die Polymere unterscheiden sich in Schmelzpunkten und Anbindungsverhalten an das Epoxidharz. Zudem wird der Einfluss von graphitbasierten Additiven auf die Materialeigenschaften von CFK betrachtet. Ziel ist die Entwicklung eines geeigneten thermoplastischen Halbzeugs zur effektiven Steigerung der Schlagzähigkeit von CFK. Es wurde festgestellt, dass Polyamid 12 (PA12) in Form eines Fadengeleges die beste Kombination darstellt. Laborversuche und eine Machbarkeitsstudie zeigen eine signifikante Reduktion der Delam