Faserverbundwerkstoffe besitzen ein extrem hohes Leichtbaupotential, was im Bereich der Luft- und Raumfahrt in einer großen Anzahl von Bauteilen im strukturellen und nichtstrukturellen Bereich zum Ausdruck kommt. Der anisotrope Charakter der Faserverbundwerkstoffe erlaubt eine Optimierung von Strukturen hinsichtlich der Kraftflußoptimierung bei geringem spezifischen Gewicht. Diesen Vorteilen stehen heute noch Fertigungsverfahren nachteilig gegenüber, die weitgehend auf die Kleinserienfertigung von großen und großflächigen Flugzeugstrukturbauteilen oder großen Schiffstrukturen abgestimmt sind. Derartige Verfahren sind jedoch nicht problemlos auf andere Anwendungsbereiche, wie z.B. die Automobilindustrie übertragbar. Faserverbundwerkstoffe sind Mehrphasenstoffe, bei denen Verstärkungsfasern in Form von Kurz- oder Endlosfasern, ungerichtet oder gerichtet in verschiedenen textilen Erscheinungsformen, in Matrixsysteme eingebettet werden. Die größte Bedeutung auf dem Markt haben heute die Glas-, Aramid- und Kohlenstoffaser. Bei den Matrixsystemen liegt der Schwerpunkt bei den organischen Polymeren, sowohl Duromere als auch Thermoplaste - und in geringem Maße Elastomere. Weitere Matrixwerkstoffe, wie Metalle verschiedener Art, Keramiken und Kohlenstoff sind entweder in der Entwicklung oder in der Markteinführungsphase begriffen. Neben den Werkstoffen bestimmt die Bauweise das Leichtbaupotential bzw. die Kostenstruktur. Im wesentlichen werden heute drei Bauweisen unterschieden: Differentialbauweise, Integralbauweise und Sandwichbauweise. Mit der Integralbauweise ist eine Gewichtsreduzierung von ca. 30 % erreichbar. Am Beispiel einer Fahrzeug-Heckpartie wird die Faserverbundbauweise auf Prepregbasis gezeigt. Die Faserverbund-Systeme SMC (Sheetmoulding compound), GMT (Glasmatten verstärkter Thermoplast) und LFT (Lang Faserverstärkter Thermoplast) werden beschrieben. Die künftige Entwicklung wird dadurch geprägt, daß die aufwendige Prepreg-Technologie durch Kombinationstechnologien verdrängt wird, die das Gesamtsystem Fasergebilde und Prozeßtechnologien besser nutzen. Beispielhaft wird das RTM-Verfahren (Resin Transfer Moulding) beschrieben.


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    Titel :

    Monolithische Faserverbundstrukturen von der Luftfahrt- bis zur Automobilindustrie


    Beteiligte:
    Ziegmann, G. (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    2001


    Format / Umfang :

    18 Seiten, 10 Bilder, 9 Quellen




    Medientyp :

    Aufsatz (Konferenz)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch