AiF ZiM - KF2012214CK2

IR Laser Reparatur von CFK Strukturen - IrLaRep

Arbeitsgruppe:Faserverbundtechnologie
Ansprechpartner:Stefan KrelingTelefon:+49 (0)531 391 - 7832
Projektträger:AiF ZiM - KF2012214CK2
Laufzeit:01.04.2013 bis 30.09.2015

Projektpartner

Die Projektbearbeitung erfolgt gemeinsam mit der SLCR Lasertechnik GmbH in Düren.

Beschreibung

Ziel der Industrie, insbesondere der Flugzeug- und Fahrzeugindustrie ist es, möglichst hohen Komfort und Sicherheit mit einem geringen Rohstoffverbrauch zu verbinden. Dies kann nur durch konsequente Leichtbaustrategien realisiert werden. Demzufolge steigt gerade im Luftfahrtbereich der Anteil der Faserverbundstrukturen, dort insbesondere kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK), deutlich an. Ungelöst ist allerdings in diesem Bereich die Reparaturfrage. Aufgrund von Unachtsamkeiten kommt es auf Flughäfen regelmäßig zu kleinen bis mittelgroßen Beschädigungen. In der Luft werden Schäden insbesondere durch Vogelflug oder Blitzschlag verursacht. Bei bei klassischen Aluminiumstrukturen werden solche Schäden durch eine Patchreparatur ausgebessert. Hierbei wird ein Reparaturpatch auf die Aluminiumstruktur genietet und somit die Struktureigenschaften wieder hergestellt. Eine Nietverbindung bedeutet jedoch eine punktuelle Krafteinleitung in den Grundwerkstoff und stellt somit keine faserverbundgerechte Reparaturlösung dar. Faserverbundgerecht können die neuartigen Rumpfstrukturen nur mittels geklebter Patches repariert werden. Nach dem Stand der Technik erfolgt dieses in der Luftfahrtindustrie indem durch manuelles Schleifen also Abtragen einzelner Lagen eine Schäftung erzeugt wird, die die Klebfläche für den Reparaturflicken darstellt. Diese Bearbeitung ist bei Schäftungswinkeln, die typischerweise in der Größenordnung zwischen 5 ° und 10 ° liegen mit erheblichem zeitlichen und personellen Aufwand verbunden. Hinzu kommt, dass aufgrund verschiedener Regularien in der Luftfahrt derzeit die Reparatur von Strukturteilen durch reine Klebverbindungen nicht zulässig ist. Dies liegt zu einem bedeutenden Anteil daran, dass eine sichere Vorbehandlung der Bauteile mit den bisher bestehenden Verfahren nur mit eingeschränkter Prozesssicherheit möglich ist. Ziel des Projektes besteht darin Schäftungsgeometrien in Faserverbundstrukturen durch den Einsatz von Laserstrahlung im nahen oder mittleren Infrarotbereich prozesssicher, ohne Schädigung des Faserverbundmaterials und mit signifikant höheren Prozessgeschwindigkeiten als bei der manuellen Bearbeitung zu erstellen. Weiterhin soll untersucht werden, ob eine Oberflächenbehandlung zum Kleben, bei der nur eine dünne Matrixharzschicht abgetragen wird, mit diesen Bearbeitungssystemen möglich ist.

Kontakt

Technische Universität Braunschweig
Institut für Füge- und Schweißtechnik

Langer Kamp 8
38106 Braunschweig

Tel: 0531 391 - 95501
Fax: 0531 391 - 95599

ifs - Report

Institutsbroschüre

Die ifs Broschüre zum Download