Startseite » Technik » Entwicklung »

Wenn Composites bluten…

Monitoring: Farbkleckse weisen auf beschädigte Strukturen hin
Wenn Composites bluten…

…stimmt etwas nicht im Faserverbund-Bauteil. Dieses einfache Prinzip wollen Aachener Forscher für ein Schadens-Monitoring nutzen. Dazu betten sie Mikrofarbkapseln ins Material ein. Erste Ergebnisse lassen hoffen, dass die Methode gelingen könnte.

Schädigungen von endlosfaserverstärkten duroplastischen Kunststoffen (FVK) zu erkennen ist noch eine große Herausforderung. Bisher ist dazu nur speziell geschultes und erfahrenes Personal in der Lage. Zwar gibt es hochtechnisierte Methoden wie Ultraschall- oder Röntgenuntersuchungen, die jedoch hohe Investitionskosten verursachen. Am weitesten verbreitet ist daher die visuelle Inspektion, mit der Schädigungen von geringem Ausmaß oder innerhalb des Laminats jedoch oft nur schwer zu erkennen sind.

Um weiteres Vertrauen in FVK-Strukturen zu schaffen, entwickelt das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) derzeit in dem europäischen Verbundprojekt ViECoDam zusammen mit EPL Composite Solutions Ltd., UK, der Aeroconcept GmbH und dem DWI an der RWTH Aachen eine einfache und kostengünstige Methode zur Schadenserkennung. Materialschädigungen sollen sich damit schnell visuell identifizieren und klassifizieren lassen. Es basiert auf der Mikroverkapselung von Farbstoff, der bei einer Beschädigung des FVK-Laminats freigesetzt wird.
Die bisherigen Untersuchungen zeigten, dass Mikrofarbkapseln erfolgreich in FVK-Teile integriert werden können. Zum Beispiel über ein Trägermedium, das auf oder zwischen den Faserhalbzeugen platziert wird. Beim anschließenden Imprägnieren der Verstärkungsfasern mit einem duroplastischen Harz betten sich die Mikrofarbkapseln in die Matrix ein. Schädigungen werden sichtbar, weil Risse im Werkstoff entstehen, durch die die Farbe aus den ebenfalls geschädigten Mikrokapseln an die Oberfläche dringt.
Am IKV werden diese Mikrofarbkapseln im RTM-, Faserwickel- und Prepreg-Autoklavverfahren verarbeitet. Ziel ist es, geeignete Prozessparameter zu finden, um die Mikrokapseln unversehrt ins Bauteil integrieren und damit Materialschädigungen optimal visualisieren zu können, sowohl bei Glas- als auch Kohlenstofffaser-Verstärkungen. Um auch zu den schwarzen Carbonfasern (oder dunkel lackierten Teilen) einen Kontrast zur erzeugen, wird fluoreszierende Farbe eingesetzt.
Derzeit sind verschiedene Mikrokapselsysteme im Test, die sich in Kapselgröße, -hülle und -dicke sowie Farbstoff unterscheiden. Weiter soll untersucht werden, ob sich das Monitoring-System außer für Impact-Belastungen auch für Schädigungen aus statischer Zug-/Druck- sowie schwingender Belastung eignet. Letztendlich zielen die Arbeiten darauf ab, eine Korrelation zwischen Farbintensität beziehungsweise Fleckgröße und dem Schädigungsgrad herzustellen und es so dem Endanwender zu ermöglichen, schnell zu entscheiden, ob ein Bauteil im Betrieb bleiben kann oder ausgetauscht oder repariert werden muss. Das diesem Bericht zugrunde liegende Vorhaben wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung unter dem Förderkennzeichen 01QE1009D im Rahmen des Eurostars-Projekts E!5158 gefördert. Dem BMBF gilt unser Dank.
Industrieanzeiger
Titelbild Industrieanzeiger 4
Ausgabe
4.2024
LESEN
ABO
Newsletter

Jetzt unseren Newsletter abonnieren

Tipps der Redaktion

Unsere Technik-Empfehlungen für Sie

Webinare & Webcasts

Technisches Wissen aus erster Hand

Whitepaper

Aktuelle Whitepaper aus der Industrie

Unsere Partner

Starke Zeitschrift – starke Partner


Industrie.de Infoservice
Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de