Faserverbundwerkstoffe

Transkript

1

2 Dokumentation zum Forschungs- und Entwicklungsprogramm des Bundesministeriums for Forschung und Technologie (BMFT) Faserverbundwerkstoffe Band 2 Herausgeber: Projekttragerschaft "Metallurgie, Werkstoffentwicklung, Ruckgewinnung" des BMFT bei der DFVLR, K61n Wissenschaftliche Leitung und Redaktion: J. Hansen Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York Tokyo 1985

3 Dr. rer. nat. Jarn Hansen Leiter der BMFT-Projekttragerschaft "Umweltschutztechnik" Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt fur Luft- und Raumfahrt e.v., DFVLR, Bonn-Bad Godesberg (bis Mai 1985 Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fur Werkstoff-Forschung der DFVLR, Projekttragerschaft "Metallurgie, Werkstoffentwicklung, ROckgewinnung", Koln) Mit 130 Abbildungen und 65 Tabellen CIP-Kurztitelaufnahme der Deutschen Bibliothek Faserverbundwerkstoffe: Dokumentation zum Forschungs- und Entwicklungsprogramm des Bundesministeriums fur Forschung und Technologie (BMFT) / Hrsg.: Projekttragerschaft "Metallurgie, Werkstoffentwicklung, Riickgewinnung" des BMFT bei der DFVLR, Koln. - Berlin; Heidelberg; New York; Tokyo: Springer NE: Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt fur Luft- und Raumfahrt (Koln) Projekttragerschaft Metallurgie, Werkstoffentwicklung, Riickgewinnung Band 2: Wissenschaftliche Leitung und Redaktion: J. Hansen ISBN-13: : / e-isbn-13: Das Werk ist urheberrechtlich geschiitz!. Die dadurch begrondeten Rechte, insbesondere die der Obersetzung, des Nachdruckes, der Entnahme von Abbildungen, der Funksendung, der Wiedergabe auf photomechanischem oder ahnlichem Wege und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwendung, vorbehalten. Bei Vervielfaltigungen for gewerbliche Zwecke ist gemab 54 UrhG eine Vergiitung an den Verlag zu zahlen, deren Hohe mit dem Verlag zu vereinbaren is!. Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg 1985 Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Buche berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zur Annahme, dab solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten waren und daher von jedermann benutzt werden dorfen. Buch- und Offsetdruckerei Richard Thierbach, BachstraBe 24, 4330 MOlheim (Ruhr)

4 VORWORT Bei den Faserverbundwerkstoffen lassen sich durch gezielte Komposition von Fasern und Matrix Werkstoff- und Bauteileigenschaften erzielen, insbesondere hohe spezifische Festigkei t, Steifigkei t sowie aubergewohnlich hohe Schwingfestigkei t und Korrosionsbestandigkeit, die oft den Eigenschaften der reinen Stoffgrupppen uberlegen sind. Hinzu kommt, dab die Rohstoffe oft gut verfugbar sind und die erreichten, bzw. erreichbaren Bauteilkosten unter denen der Bauteile aus Konkurrenz-Werkstoffen liegen. Diese Vorteile machen die Faserverbundwerkstoffe fur industrielle, auch grobtechnische Anwendung interessant, und ihr verstarkter Einsatz in der Bundesrepublik Deutschland ist volkswirtschaftlich wunschenswert. Nach den Erfolgen der Forschung auf dem Gebiet der Faserverbundwerkstoffe sind nunmehr umfangreiche Arbeiten insbesondere auf technologischem Gebiet notwendig und im Gange, damit eine brei te Anwendung dieser Stoffklasse erreicht wird. Urn diese Entwicklung zu unterstutzen, entschlob sich das BMFT zu einer Schwerpunktforderung. Die Projekttragerschaft wurde der DFVLR ubertragen und in die Projekttragerschaft "Metallurgie-Werkstoffentwicklung-Ruckgewinnung" des Insti tuts fur Werkstoff-Forschung eingegliedert. Von 1982 bis 1985 wurden 16 Forschungs- und Entwicklungsvorhaben mit einem Gesamt-Mittelvolumen von ca, 22,5 Mio DM durchgefuhrt, davon betrug die BMFT-Forderung 11,9 Mio DM (53%). Die Verbreitung des erarbeiteten Wissens stellt eine notwendige Erganzung des F+E-Programmes dar. Diesem Ziel dienen zwei Aktivitaten der Projekttragerschaft: die offentliche Prasentation im Oktober 1985 in Andernach, bei der uber die gewonnenen Ergebnisse berichtet und diskutiert wird, sowie die Veroffentlichung der SchluBberichte in dieser Buchreihe erschien ein erster Band uber die bis dahin geforderten Arbeiten. Mit den jetzt folgenden Banden sollen die Ergebnisse der zum AbschluB kommenden Schwerpunktforde rung dokumentiert werden. Koln, im Juni 1985 J. Hansen

5 INHAL TSVERZEICHN IS Seite Anwendung von Faserverbundwerkstoffen und ihre Forderung durch das BMFT Bruchverhalten von koh lenstoffaserverstarkten 33 K u n ststofflami naten Entwicklung von Verfahren zur Herstellung von 77 faserverstarkten Aluminiumlegierungen Wiedergewinnung von Kohlenstoffasern aus Abfallen der 127 CFK-Verarbeitung und Ermittlung von Kenndaten Kohlenstoffaser-Epoxidharzprepregs mit verbesserter 169 interlaminarer Ri13zahigkeit Entwicklung von Kohlefaser-Epoxidharz-Prepreg 205 Entwicklung von Verfahren zur Qualitatskontrolle und 223 Oberwachung von kritischen Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen mittels Lichtwellenleiter Verarbeitung von Kohlenstoff-Multifilamentgarn 263 zu CFK - Halbzeug CFK - Bauteile im Automobilbau 353 Autorenverzeich n is 385

6 INHALTSVERZEICHNIS BAND 3 UmwelteinfluJ3untersuchungen an Faserverbundwerkstoffen (GFK) fur schwingbelastete Bauteile am Kraftfahrzeug Ermittlung von sicherheitstechnisch relevanten Schadigungsgrenzen an Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen mit Hilfe der Schallemissionsanalyse Faserverbundwerkstoffe fur hochbeanspruchte Bauteile im Verbrennungsmotor CFC - Bauteile im Automobilbau Schwingfestigkeitsverhalten von faserverstarkten Kunststoffen (SMC) Einsatz von gerichteter Carbon-Kurz-Faser bei mechanisch hochbelasteten Teilen im Automobilbau Faserverstarkte Leichtmetalle im Automobilbau Kohlenstoffaserverstarkte Thermoplaste Autorenverzeichnis