FVK-Reparatur

Reparaturen im Leichtbau

Häufig ist die Reparatur von Bauteilen aus faserverstärkten Kunststoffen teurer als ein Austausch. Um FVK-Bauteile langlebiger und ökoeffizienter zu machen, soll ein neuartiges Messgerät zur Faserlagenorientierung mit einem laserbasierten Reparaturprozess kombiniert werden.

Gestufte und kontinuierliche Schäftungen als Reparaturvorbereitung. (Bild: LZH)

Fehlstellen in FVK-Bauteilen können fertigungs- oder betriebsbedingt sein. Wie rentabel eine Reparatur ist, hängt von der Geometrie der Fehlstelle, den Werkzeugen und Reparaturverfahren sowie der Möglichkeit zur Automatisierung ab. Mit Laserschäften und anschließender Patch-Reparatur lassen sich FVK-Bauteile faserverbundgerecht instandsetzen. Dabei wird das beschädigte Material lagenweise entweder kontinuierlich oder stufenförmig abgetragen. Passgenaue Ersatzstücke, sogenannte Patches, verschließen danach die Fehlstelle. Mit Harz lassen sich diese neu eingebrachten Faserlagen anschließend infiltrieren und konsolidieren. Auf diese Weise erreichen die Reparaturen hohe Festigkeiten.

Eine Herausforderung beim Laserschäften ist das präzise und rückstandslose Entfernen der beschädigten Faserlagen. Erschwert wird das durch die variierende Dicke der Verbundschichten, die sowohl global, das heißt im gesamten Bauteil, als auch lokal, also örtlich beschränkt, auftreten kann. Abhilfe soll ein optisches System schaffen, das die Faserorientierung des freigelegten Materials erkennt. Als Grundlage dient eine Technik von Apodius, die bereits bei der Herstellung trockener Faserhalbzeuge zum Einsatz kommt. Nun werden diese Faserorientierungsmessgeräte weiterentwickelt, um auch variierende Schichtdicken in Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen mit einer Kunststoffmatrix detektieren zu können.

Anzeige

In Kombination mit dem scannerbasierten Laserschäftprozess des Laser Zentrum Hannover LZH ermögliche das neue Faserorientierungsmessgerät eine höhere geometrische Auflösung als bei mechanischen Abtragverfahren. Die Schnelligkeit des Bilderkennungsverfahrens biete die Voraussetzung für eine Regelung des Schäftprozesses. Somit rücke das Ziel, diesen Prozess zu automatisieren, deutlich näher. Ein weiterer Vorteil des Lasers gegenüber konventionellen Verfahren ist die kraft-, berührungs- und verschleißfreie Bearbeitung. Fehlstellen in FVK-Bauteilen sollen in Zukunft billiger zu reparieren sein. Dadurch erübrige sich in vielen Fällen der Austausch des Bauteils – mit entsprechenden Auswirkungen auf Kosten und Ökobilanz.

Das Projekt „Optische Messung der Faserlagenorientierung zur Regelung einer präzisen, laserbasierten FVK-Reparatur“ (Forlase) wird im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert.

Anzeige

Das könnte Sie auch interessieren

Anzeige
Anzeige

Kongress zur ILA

Kunststoff trifft Luftfahrt

Flugzeuge werden immer leistungsfähiger, zuverlässiger und leichter. Das ist auch ein Verdienst der Chemie- und Kunststoffindustrie in Mitteldeutschland. Mit Leichtbaumaterialien, Verbund und Faserverbundwerkstoffen erfüllt sie die hohen...

mehr...

Newsletter bestellen

Immer auf dem Laufenden mit dem Kunststoff Magazin Newsletter

Aktuelle Unternehmensnachrichten, Produktnews und Innovationen kostenfrei in Ihrer Mailbox.

AGB und Datenschutz gelesen und bestätigt.
Zur Startseite