Genähte Kohlefaserpreforms für Leichtbau-Flugzeugkomponenten

Computer entscheiden anhand von Navigations- und landwirtschaftsspezifischen Daten über die Anbausteuerung im Ackerbau. Folge: Höhere Produktivität und Umweltentlastung.

Die steigenden Gewichtsanforderungen an neue Flugzeugkomponenten verlangen immer häufiger nach dem Einsatz von kohlefaserverstärktem Kunststoff als Strukturwerkstoff. Dabei tritt die Resin Transfer Moulding (RTM)-Technik zunehmend in den Vordergrund. Schlüsseltechnik für eine wirtschaftliche Nutzung des Verfahrens ist die Preformtechnik. Daher sollte in diesem Vorhaben der Einsatz von innovativen, mittels Nähtechnik hergestellten Preforms für die Herstellung moderner und ultraleichter Flugzeugkomponenten untersucht werden.

Zu Beginn existierten bereits erste Untersuchungen über die Auswirkungen des Nähens an einfachen Faserpreforms und erste Nähmaschinen, die eine Herstellung im industriellen Maßstab erhoffen ließen. Erfahrung in der Herstellung von komplexen Preforms, insbesondere im Hinblick auf eine genaue Reproduzierbarkeit, und qualitätssichernde Aspekte fehlten. Ebenso fehlten verlässliche Daten über den Einfluss des Nähens auf die mechanischen Eigenschaften der Laminate (mehrlagiger Kunststoff), die die Basis für eine konstruktive sowie rechnerische Auslegung und für die Qualifikation von Bauteilen bilden.

Die mechanischen Kennwerte für genähte Multiaxialgelege, die das Potenzial haben, die Materialkosten der bisherigen Gewebe mit Binder zu unterschreiten, wurden erfolgreich ermittelt. Alle entwickelten Techniken mussten ihre Tauglichkeit an einem Demonstratorbauteil beweisen – so wurde die Nähfähigkeit an einfachen Preformelementen praxisnah untersucht. Daraus wurden Konstruktionsrichtlinien erarbeitet und in einem realistischen Demonstratorbauteil umgesetzt. Neben dem Näh- und Umformprozess wurde auch eine neuartige Röntgentechnik zur Qualitätskontrolle trockener Halbzeuge erfolgreich angewandt. Die Erkenntnisse aus diesem Projekt sind bereits in erste Neuentwicklungen eingeflossen.

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