Die Bedeutung der Faserverbundwerkstoffe (FVW) mit gerichteten Hochleistungsfasern (Kohlenstofffasern, Glasfasern, Aramidfasern, Keramikfasern,..) zur Realisierung von Leichtbau-Konstruktionen wächst ständig. Im Flugzeugbau, der Vorreiter für viele Bereiche der Technik ist, steht der Dreamliner von Boeing mit mehr als 50% FVW unmittelbar vor der Praxiseinführung, und die Entwicklung des Airbus 350 XWB ist bereits weit fortgeschritten.
Da sich die FVW sehr stark von den konventionellen Leichtbauwerkstoffen, wie insbesondere den Metallen, unterscheiden und das für diese Werkstoffe vorliegende umfangreiche Wissen nicht auf FVW übertragbar ist, werden in der Vorlesung
· die besonderen Vorzüge der Werkstoffe („Konstruierbarkeit“, überragendes mechanisches Verhalten, Realisierung extremer Leichtbauweisen zur Schonung der Rohstoff- und Energie-Ressourcen und der Umwelt bei der Bauteilherstellung und beim Praxiseinsatz,..)
· die werkstofftechnischen Grundlagen bezüglich der Einzelkomponenten (Fasern, Matrix, Grenzschicht) und des Verbundes (Eigenschaften, Versagensmechanismen bei ruhender und schwingender Belastung)
· die wichtigsten mikrostrukturellen und mechanischen Prüfungs-/Charkterisierungsmethoden
· die Grundlagen und Beschreibungmethoden der mechanischen Festigkeit (Mischungsregel, Hookesches Gesetz der FVW, Grundzüge der Laminattheorie)
· mit besonderem Schwerpunkt die traditionellen und die zusammen mit den neuen FVW-Flugzeugen entwickelten neusten Fertigungstechnologien für Hochleistungsbauteile, wie z.B. das Tape Placement mir Robotern in Bearbeitungszentren, Harz-Infiltrationsmethoden in Verbindung mit komplexen 3D-Faser-Preforms u.a. für komplette 6x4m große Frachtraumtüren,
· zahlreiche Beispiele erfolgreicher FVW-Bauteile und Bauweisen
behandelt. Dabei stehen die Gesichtspunkte der praktischen Anwendung und der Wirtschaftlichkeit stets im Vordergrund. |
