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Vortrag (20 Min., 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel)

Hybride Faser-Kunststoff-Laminate mit C- und Metallfaserverstärkung (MCFK): Leitfähiger, langlebiger und überwachbar

Donnerstag (19.09.2019)
09:30 - 10:00 Uhr Musikzimmer

Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) werden aktuell vor allem in der Luftfahrt, zunehmend aber auch in Fahrzeugindustrie für Primärstrukturen ausgewählt. Neben den hervorragenden massespezifischen Vorteilen bringt der Einsatz andererseits auch neue Herausforderungen im Vergleich zu den bisherigen monolithischen Metallbauweisen mit sich. Derzeit werden zur Sicherstellung ausreichender elektrischer sowie struktureller Sicherheit von CFK-Primärstrukturen, wie z.B. dem Flugzeugrumpf, metallische Zusatzmassen benötigt sowie entsprechende Mindesthautdicken vorgeschrieben. Um diesen Nachteilen zu begegnen, wird im Rahmen eines DFG-Forschungsvorhabens ein multifunktionales Werkstoffkonzept entwickelt und bewertet. Zentraler Ansatz ist die zusätzliche Integration von CrNi-Stahlfasern, die im Vergleich zu klassischen CFK-Laminate der Luftfahrt die angesprochenen Eigenschaften verbessern. Die Metallfaserverstärkung erhöht gleichzeitig die Schadenstoleranz sowie die elektrische Leitfähigkeit und ermöglicht zusätzlich eine intrinsische Schadenssensorik der so genannten MCFK-Laminate. Die gezielt ausgewählten metastabilen Stahlfasern können verformungsinduziert von der paramagnetischen in eine ferromagnetische Phase umwandelt. Somit können mittels magnetinduktiver Messverfahren beginnende und fortschreitende Schädigungen in Folge quasistatischer, zyklischer und kurzzeitdynamischer Beanspruchung detektiert und bewertet werden. Der Vortrag stellt die Werkstoffkonzepte vor und adressiert die zentralen Erkenntnisse sowie aktuelle Fragestellungen.

Sprecher/Referent:
Prof. Dr.-Ing. Frank Balle
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Weitere Autoren/Referenten:
  • Prof. Dr. Ulf Paul Breuer
    Institut für Verbundwerkstoffe IVW
  • Dr. Sebastian Schmeer
    Institut für Verbundwerkstoffe IVW