Verbundwerkstoffe für Hochtemperatur-Anwendungen
Beim vakuumunterstützten Harzinfusionsformen handelt es sich um ein Herstellungsverfahren für qualitativ hochwertige, großflächige Bauteile. Hierbei werden Vorformstoffe in einer einseitigen Gussform angeordnet und ein Kunststoffvakuumsack auf der Oberseite hinzugefügt. Die offene Form wird mit einer Harzquelle und einer Vakuumpumpe verbunden. Dank des Vakuums wird flüssiges Harz in die Verstärkungsfasern geleitet. Im Rahmen des EU-geförderten Projekts LRI-HIT (Investigations of liquid resin impregnation and out-of-autoclave curing of composites for the high temperature aerospace applications) wurden ein wärmehärtendes Harz - Cyanatester - und ein gewebtes Twill verwendet. Sowohl Harz als auch Gewebe wurden aus dem Pool von für die Luft- und Raumfahrt qualifizierten Materialien ausgewählt, um eine Beispielstruktur für Abschnitt 19 eines Flugzeugs zu fertigen. Vor der endgültigen Entscheidung wurde Reihe von Parametern überprüft. Zu diesen Faktoren gehörten Harzviskosität und Einlassgeometrie, die die Strömung des Cyanatesters und damit die Qualität des Demonstrationsprodukts beeinflussen können. Dem Harzimprägnierungsverfahren folgten die Schritte zum Aushärten und Entformen, um den speziellen Abschnitt des Flugzeugrumpfes fertigzustellen. Die Forschung der Partner konzentrierte sich auf die Erfüllung der Notwendigkeit für eine kostengünstigere Verbundformung außerhalb von Autoklaven. Hierfür wurde das eigene Herstellungsverfahren Quickstep weiterentwickelt. Ein ausgewogenerer Druck während des erhitzten Formprozesses verspricht kürzere Zykluszeiten für die Aushärtung sowie eine erhöhte Festigkeit und ein verbessertes Erscheinungsbild. Das Harzinfusionsverfahren ist ein kostengünstiges Verfahren zur Herstellung von qualitativ hochwertigen Verbundteilen, deren Herstellung mit einer anderen Methode schwierig oder zu teuer wäre. Die neue Technologie von LRI-HIT kann verwendet werden, um große Verbundteile für Luftfahrtstandards herzustellen. Die zusätzliche Flexibilität, um Komponenten gleichzeitig härten und verschmelzen zu lassen, ermöglicht die Herstellung von strukturell komplexen Teilen. LRI-HIT ermöglichte Herstellern eine erhöhte Flexibilität und reduzierte Bearbeitungskosten und hilft so, die Wettbewerbsfähigkeit Europas in der Luftfahrtindustrie zu halten.
Schlüsselbegriffe
Verbundwerkstoffe, Flugzeuge, vakuumunterstützte Harzinfusion, flüssiges Harz, Luft- und Raumfahrt, Cyanatester
