: Markus Geiger, Patrick Schiebel
: Forschungsberichte aus dem Faserinstitut Bremen | Band 74 Lastgerecht verstärkte Sandwichplatten durch Einsatz optimierter Textilstrukturen -LaVeSa-
: Books on Demand
: 9783758343766
: Forschungsberichte aus dem Faserinstitut Bremen
: 1
: CHF 7.00
:
: Maschinenbau, Fertigungstechnik
: German
: 102
: Wasserzeichen
: PC/MAC/eReader/Tablet
: ePUB
Das Ziel des Projekts war die Entwicklung eines Verfahrens zur Optimierung der Lastaufnahme von Faserverbund-Sandwichstruktur n durch Integration textiler Preformingverfahren in den Fertigungsprozess. Im Forschungsvorhaben wurde demonstriert, dass die mechanischen Eigenschaften von Faserverbund-Sandwichstruktur n in Lasteinleitungsbereichen mit Fügeelementen, wie gewindefurchende Schrauben, durch lokale, lastgerechte Endlosfaserverstärkungen verbessert und dass die Belastbarkeit von Sandwichstrukturen in Dickenrichtung durch Vernähen erhöht sowie die Neigung zur Delamination gleichzeitig reduziert werden kann. Zu diesem Zweck wurden Endlosfasern entlang vorgesehener Lasteinleitungsbereiche mithilfe des TFP-Verfahrens direkt auf den Decklagen abgelegt und die textilen Decklagen mit dem Schaumkern vernäht. Im Anschluss wurde der Aufbau im Vakuuminfusionsverfahren mit einem duroplastischen Matrixsystem durchtränkt und ausgehärtet. Der Einfluss der gewählten Parameter sowie der eingesetzten Materialien auf den textilen Preformingschritt und das Infusionsverhalten wurden analysiert. Die Eigenschaften der Sandwichbauteile wurden im Rahmen von mechanischen und optischen Laboruntersuchungen ermittelt sowie mit Referenzmaterialen verglichen.

Nähere Informationen entnehmen Sie der Webseite: www.faserinstitut.de

1. Ausgangssituation


Das erste Kapitel geht zu Beginn auf die Motivation für das Projekt ein. Anschließend werden die identifizierten Problemstellungen in Bezug auf Sandwichstrukturen genannt und näher erläutert.

1.1 Motivation für das Projekt

Mobilität stellt seit dem Beginn ihrer Geschichte ein Grundbedürfnis der Menschheit dar. Spätestens seit in der Moderne Flugzeug und Automobil zu den Haupttransportmitteln gehören und verstärkt die Verbesserung der Effizienz der Technik im Vordergrund steht, nimmt der Leichtbau dabei eine immer wichtigere Rolle ein. Das Ziel beim Leichtbau ist, durch eine Gewichtseinsparung, eine Senkung des Energieverbrauches von technischen Systemen zu erreichen. Damit einhergehend und heutzutage von elementarer Wichtigkeit ist die Senkung des Ausstoßes von klimaschädlichen Treibhausgasen während der Produktion und Nutzung technischer Systeme. Daher sind Leichtbau und Leichtbaustrategien insbesondere im Bereich der Luft- und Raumfahrt und dem Automobilbau fortwährende lnnovationstreiber (Friedrich 2017).

Leichtbau kann grundsätzlich als eine Absichtserklärung definiert werden, die eine Minimierung der Masse einer Struktur vorsieht, ohne dass dies zu einer Funktionalitätseinschränkung führt (Wiedemann 2007). Ziel beim Leichtbau ist es, eine Struktur mit möglichst geringem Eigengewicht, mit einer bestimmten Lebensdauer und gewünschten Funktionalitäten unter gegebenen Randbedingungen zu realisieren. Selbstverständlich muss dabei auch die Sicherheit der Struktur gewährleistet bleiben. In seiner Umsetzung ist ein solcher Entwicklungsprozess von einem hohen Grad an Interdisziplinarität geprägt, da das Ziel der Masseeinsparung bestmöglich durch die Nutzung und Kombination verschiedenster Technologien erreicht wird. Dazu gehören etwa die Wahl eines geeigneten Werkstoffes, die Auslegung und Konstruktion der Struktur unter Leichtbaugesichtspunkten, die Wahl einer passenden Bauweise, eine darauf angepasste Fügetechnik sowie letztendlich die Auswahl einer geeigneten Herstellungstechnologie (Klein 2013). All dies muss jedoch immer unter Berücksichtigung der entstehenden Kosten betrachtet werden. Dem theoretisch realisierbaren Leichtbaugrad einer Struktur, etwa eines Fahrzeugbauteils, sind somit häufig wirtschaftliche Grenzen durch die entstehenden Kosten gesetzt.

Im Entwicklungsprozess einer masseop