Komposite aus Luft- und Raumfahrt von Verunreinigungen befreien

Das Entfernen organischer Verschmutzungen von Verbundwerkstoffoberflächen hat ausschlaggebende Bedeutung für die Intaktheit von Klebeverbindungen. Eine EU-Finanzhilfe unterstützte die Entwicklung neuartiger Prozesssteuerungstechnik, welche die Leistungsfähigkeit eines vielversprechenden Oberflächenbehandlungsverfahrens gewährleisten soll.

Industrielle Technologien

Versagen Verbindungen an Bauteilen aus Titan und Verbundwerkstoffen, die in der Luft- und Raumfahrt verwendet werden, kann das katastrophale Folgen haben. So kommen zunehmend Atmosphärendruck-Plasmastrahlen, die Plasmen bei Umgebungstemperatur und -druck erzeugen, zum Einsatz, um organische Verunreinigungen zu entfernen und so die Intaktheit der Verbindung zu steigern. Da dieses Verfahren jedoch relativ neu ist, gibt es derzeit keine verfügbare Prozesssteuerungstechnologie. EU-finanzierte Wissenschaftler untersuchten deshalb die Realisierbarkeit der Entfernung organischer Verunreinigungen mittels Atmosphärenplasmabehandlungen und validierten im gleichen Zuge geeignete Technologien zur Prozesssteuerung. Im Rahmen des Projekts "Surface mapping and control during atmospheric plasma treatments" (PLASMACLEAN) bewerteten die Forscher die Reflexionsinfrarotspektroskopie in Kombination mit optischer Emissionsspektroskopie (OES) und akustischen Verfahren. Die Verbundwerkstoffe wurden spraybehandelt und durchliefen anschließend Adhäsionstests, um zu bestimmen, ob die plasmabehandelten Oberflächen die Anforderungen an das Kleben erfüllen. Die Studie stützte das ausgezeichnete Potenzial der atmosphärischen Plasmabehandlung in Kombination mit OES zur kontrollierte Entfernung von Verunreinigungen bei der Fertigung von Luft- und Raumfahrtkompositen. Überdies entwickelte das Team die erforderliche Oberflächenprüfungs- und -kontrolltechnologie, welche die OES während der atmosphärischen Plasmabehandlung begleiten soll. Das OES-Tool kann gleichermaßen jegliche thermische Schädigung am Verbundwerkstoff ermitteln, die durch den Luftstrahl verursacht wird. Diese Verbesserungen sollten eine Echtzeit-Prozesssteuerung eines wichtigen neuen Verfahrens ermöglichen, um die Intaktheit von Klebeverbindungen zu verbessern. Die Resultate werden einen positiven Einfluss auf die Industriebereiche der High-End-Fertigung wie etwa die Luftfahrt sowie auf die Sicherheit großer Verbundwerkstoffbauteile haben.

Schlüsselbegriffe

organischer Schadstoff, organische Verunreinigung, Verbundwerkstoff, Komposit, Prozesssteuerung, Luft- und Raumfahrt, atmosphärisches Plasma, optische Emissionsspektroskopie