Entwicklung von Faser-Metall-Laminaten aus Hybridtextilien (FibMet)

Schlussbericht zu IGF-Vorhaben Nr. 19300 N : Berichtszeitraum: 01.02.2017-31.07.2019

Sabrina Jenkel (Autor)

Faserinstitut Bremen e. V. (Herausgeber)

Buch | Softcover

132 Seiten

2019
BoD – Books on Demand (Verlag)
978-3-7504-3139-3 (ISBN)

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Das Ziel des Forschungsvorhabens bestand in der Entwicklung eines wirtschaftlichen Fertigungsverfahrens für Faser-Metall-Laminate (FML) aus vernähten Halbzeugen im Vakuuminfusionsverfahren sowie der Untersuchung der Laminateigenschaften. Dadurch sollte eine Möglichkeit geschaffen werden, diese Leichtbauwerkstoffe in breiteren Anwendungsfeldern außerhalb des Flugzeugbaus einzusetzen. Mithilfe von industriellen Stickmaschinen wurde daher zunächst die Möglichkeit untersucht, Metallfolien und Glasfasergelege zu einem einfach zu handhabenden Halbzeug zu vernähen. Die Verarbeitbarkeit im textilen Prozess ist dabei abhängig von der gewählten Metalllegierung. Folien aus unlegiertem Stahl (DC04) mit einer Dicke von 0,1 mm konnten direkt mit der Nähnadel durchstochen und mit dem textilen Halbzeug vernäht werden. Folien aus der auch in kommerziell erhältlichen FML eingesetzten Aluminiumlegierung (EN AW-2024) mit einer Dicke von 0,4 mm konnten hingegen nicht auf diesem Wege verarbeitet werden und wurden daher vor der Verarbeitung perforiert und anschließend auf der Stickmaschine positioniert. Nach dem Vernähen wurden die hergestellten Hybrid-Halbzeuge im Vakuuminfusionsverfahren mit der Epoxidharzmatrix durchtränkt und ausgehärtet. Die im Rahmen des textilen Prozesses in die Metallfolien eingebrachten Perforationen ermöglichen dabei die Durchtränkung des Laminats. Durch das Vernähen wird die Anbindung der einzelnen Lagen aneinander verstärkt und die Out-of-Plane-Eigenschaften der hergestellten Laminate größtenteils erhöht. Die In-Plane-Eigenschaften werden aufgrund der in das Metall eingebrachten Schädigungen und der erzeugten Faserverschiebungen mit steigender Stichdichte und Perforati-onsgröße jedoch verringert.Der Nachweis zur Herstellung von FML im beschriebenen Verfahren wurde erbracht. Der Einfluss der Nähparameter im textilen Halbzeug-Herstellungsprozess auf den Infusionsprozess sowie der resultierenden Laminateigenschaften wurde untersucht.

Sabrina Jenkel ist wissenschaftliche Mitarbeiterin im Kompetenzfeld Strukturdesign und Fertigungstechnologien am Faserinstitut Bremen e. V..

Das Faserinstitut Bremen e. V. nimmt Forschungs- und Entwicklungsaufgaben auf den Gebieten der Prüfung, Weiterentwicklung und Verarbeitung von Fasern, textilen Halbzeugen und Faserverbundwerkstoffen wahr. Im Kompetenzfeld Strukturdesign und Fertigungstechnologien werden neue Bauweisen sowie Verfahren zur wirtschaftlichen Fertigung von Bauteilen aus Hochleistungs-Faserverbundwerkstoffen unter Berücksichtigung von Materialeffizienz und Prozesszeiten entwickelt und neue Konzepte für Leichtbaukonstruktionen getestet.

Erscheinungsdatum	21.12.2019
Reihe/Serie	Forschungsberichte aus dem Faserinstitut Bremen ; 62
Sprache	deutsch
Maße	148 x 210 mm
Gewicht	202 g
Themenwelt	Technik ► Maschinenbau
Schlagworte	Faser-Metall-Laminate • Textiltechnik • Vakuuminfusion
ISBN-10	3-7504-3139-6 / 3750431396
ISBN-13	978-3-7504-3139-3 / 9783750431393
Zustand	Neuware