DE102008026313B4 - Verfahren zur Herstellung von rohrförmigen Bauteilen aus Faserverbundwerkstoff - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung von mit einer Funktions-Innenbeschichtung (2) versehenen rohrförmigen Bauteilen aus Faserverbundwerkstoff mit beliebiger Querschnittsform und einem beliebigen Querschnittsverlauf über deren Länge, umfassend die Schritte – Aufbringen einer Beschichtung (2) aus Metall, Keramik, Polymeren oder aus einem Compoundmaterial aus diesen Materialien auf einen massiven Hilfskern (4) oder ein rohrförmiges Target (5) mittels thermischen Spritzens, – Belegung des beschichteten Hilfskerns (4) oder Targets (5) mit Fasern, – Einbringen des mit den Fasern belegten Hilfskerns (4) oder Targets (5) in eine Form, deren Innenraum nur unwesentlich größer ist als der belegte Hilfskern (4) oder das belegte Target (5), – Pressen von unausgehärtetem Matrixmaterial in die Form, – Aushärten des Matrixmaterials, – Entformung des Bauteils, – Ausbilden der Funktions-Innenbeschichtung (2) mittels Nacharbeiten der Beschichtung (2) durch Abtragen, bis diese eine vorgegebene Zielschichtdicke erreicht hat und/oder durch Glätten, bis diese einen vorgegebenen Rauhigkeitswert aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von rohrförmigen Bauteilen aus Faserverbundwerkstoff, die mit einer Funktions-Innenbeschichtung versehen sind. Das Verfahren ermöglicht es, derartige Bauteile kostengünstig herzustellen. Die Rohre haben eine geringe Masse und können in einem großen Temperaturbereich eingesetzt werden, ohne dass Rissbildung auftritt. Die Innenbeschichtungen zeichnen sich durch eine hohe Festigkeit, Dichtigkeit und chemische Beständigkeit aus.
  • Insbesondere im Bereich der Luft- und Raumfahrttechnik werden Bauteile benötigt, die einerseits sehr leicht sind, anderseits jedoch eine hohe mechanische Stabilität erreichen und überdies in einem großen Temperaturbereich einsetzbar sind. Deshalb werden dort vielfach Bauteile aus Faserverbundwerkstoffen eingesetzt.
  • Faserverbundwerkstoffe haben jedoch den Nachteil, dass ihre Oberflächen praktisch nicht durch nachträgliche Bearbeitung, wie z.B. Polieren, geglättet bzw. auf ein exaktes Maß gebracht werden können. Bauteile, die in hydraulischen Systemen eingesetzt werden, müssen zudem diffusionsdicht sowie beständig gegenüber den dort eingesetzten Hydraulikfluiden, z.B. Skydrol®, sein. Die üblicherweise verwendeten Matrixmaterialien der Faserverbundwerkstoffe, beispielsweise Epoxydharz, sind jedoch häufig nicht beständig gegenüber solchen Hydraulikfluiden. Faserverbundwerkstoffe weisen außerdem auch eine deutlich geringere Härte und Abriebfestigkeit als die meisten Keramiken und Metalle auf.
  • Bauteile aus Verbundwerkstoffen werden deshalb in den Bereichen, die besonderen Ansprüchen an die Oberflächenrauhigkeit, Maßhaltigkeit, Abriebfestigkeit, Härte, Steifigkeit oder Resistenz gegenüber Hydraulikfluiden genügen müssen, mit einer metallischen oder keramischen Schicht versehen. Die Schicht kann ggf. weiter bearbeitet werden.
  • Besondere Schwierigkeiten bereitet die Beschichtung der Innenseite von Faserverbundwerkstoff-Rohren.
  • Aus dem Stand der Technik sind einige Lösungen bekannt, die das Ziel haben, die Eigenschaften von Rohren aus Faserverbundwerkstoffen durch Aufbringen von Schichten bzw. Lagen aus Metall oder Keramik zu verbessern.
  • So wird in JP S61 217 566 A angeregt, zur Herstellung einer leichtgewichtigen Rolle/Röhre mit hoher Steifigkeit und besonderen Oberflächeneigenschaften einen Faden aus Kohlefaser und Epoxydharz einer Fadenwickelmaschine zuzuführen, in der der Faden solange um einen Kern in verschiedenen Richtungen gewickelt wird, bis die gewünschte Wandstärke erreicht wird. Anschließend wird die geformte zylinderförmige Rolle zum Aushärten des Epoxydharzes erwärmt und an beiden Seiten der Rolle werden Achszapfen eingesetzt. Danach wird durch thermisches Spritzen auf die Oberfläche der Rolle eine Metallschicht aufgebracht. Zuletzt wird auf die Metallschicht zur Erhöhung der Reibung Pulver aus Metall oder anderem anorganischem Material aufgetragen und mit Hilfe von thermisch härtendem Harz verklebt.
  • Die Methode, die Oberfläche einer Röhre aus Kohlefaserverbundwerkstoffen mittels thermischen Spritzens nachzubehandeln, könnte prinzipiell nicht nur für die Außenseite, sondern auch für die Innenseite von Röhren angewandt werden.
  • Um die Unebenheiten im Inneren eines Rohres aus Kohlefaserverbundwerkstoff vollständig auszugleichen, ist es allerdings vielfach erforderlich, eine Schicht mit einer Dicke von mindestens 50 µm aufzubringen. Das Aufbringen solch dicker Schichten auf die Innenseite von Rohren ist, insbesondere bei langen Rohren mit vergleichsweise kleinen Durchmessern, technologisch sehr schwierig und kostenintensiv.
  • Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Innenseite der Rohre, z.B. mittels Honen, vor dem Beschichten zu glätten. In diesem Fall sind, abhängig von der erreichten Oberflächenrauhigkeit, Beschichtungen mit einer Dicke von 3 bis 50 µm ausreichend. Das Honen von Faserverbundwerkstoffen ist jedoch technisch sehr aufwendig und ebenfalls mit hohen Kosten verbunden.
  • Ein Verfahren zur Herstellung eines zylindrischen Hohlkörpers ist in DE 10 2004 003 749 A1 beschrieben. Demgemäß werden imprägnierte Fasern auf einen Wickeldorn aufgewickelt und darauf anschließend ein Fasergeflechtschlauch aufgepresst. Der Dorn mit den verschiedenen Schichten wird anschließend in ein RTM-Werkzeug eingebracht, in welches Harz injiziert wird.
  • Bekannt aus WO 2005 / 070 668 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoff-Hohlkörpers mit einer Folie als Sperrschicht. Danach werden die Folie auf einem Hilfskörper und auf dieser wiederum ein faserverstärkter Thermoplast aufgebracht. Durch Erwärmen kommt es zur Adhäsion zwischen Thermoplast und Folie. Nach dem Entfernen des Hilfskörpers verbleibt der mit Folie als Sperrschicht belegte Hohlkörper aus faserverstärktem Thermoplast.
  • In JP S61 270 346 A wird vorgeschlagen, einen dünnen Zylinder aus Aluminium oder Titan auf einem Kern zu befestigen und anschließend auf diesen Fasern aus Kohlenstoff, Siliziumcarbid oder Aluminiumoxid zu wickeln. Während des Wickelns wird auf den Zylinder und die bereits aufgewickelten Fasern Aluminium oder Titan mittels Plasmaspritzen oder Aufdampfen aufgetragen. Abschließend wird auf den Zylinder geschmolzenes Glas oder Metall aufgebracht und der Zylinder heiß verpresst.
  • Die Herstellung eines solchen Zylinders/Rohres ist jedoch, verglichen mit der Herstellung eines entsprechenden Rohres, bei dem anstatt des Metalls Harze beziehungsweise Kunststoffe als Matrixmaterial eingesetzt werden, aufwendig und teuer. Nachteilig ist auch das höhere Gewicht des Kohlefaser-Metall-Verbundwerkstoffs.
  • Das Verfahren kann an sich auf Rohre aus Faserverbundwerkstoffen mit Harzen/Kunststoffen als Matrixmaterial übertragen werden, indem auf rohrförmige Liner aus Metall die Fasern mittels Epoxydharz laminiert werden. Da die Oberfläche der Liner sehr glatt ist, und infolgedessen zwischen Liner und Epoxydharz keine gute Haftung möglich ist und außerdem Metalle und Faserverbundwerkstoffe meistens verschiedene Ausdehnungskoeffizienten haben, treten bei solchen Rohren regelmäßig Risse auf, sobald diese stark unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt werden. Bei dem Versuch, die Oberflächen der dünnwandigen Liner aufzurauen, verbiegen sich diese praktisch immer und werden infolgedessen unbrauchbar. Nachteilig ist auch, dass regelmäßig nur Liner mit einer begrenzten Anzahl von Querschnittsverläufen verfügbar sind. Liner mit variablen Querschnitten erfordern zudem meist aufwendige Schweißarbeiten; nachteilig ist dabei auch die große Anzahl der Nahtstellen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen. Insbesondere soll ein kostengünstiges Verfahren zur Herstellung von Rohren mit einer nahtfreien Funktions-Innenbeschichtung, die bei Bedarf durch Nachbearbeitung vergleichsweise einfach geglättet und auf ein exaktes Maß gebracht werden kann, gefunden werden. Mit dem Verfahren sollen Rohre mit beliebigen Querschnitten und Querschnittsverläufen hergestellt werden können. Die Dicke der Innenbeschichtung und deren Verlauf soll gezielt einstellbar sein.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst; vorteilhafte Varianten ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 15. Verwendungen des durch das Verfahren hergestellten Bauteils sind in den Ansprüchen 16 bis 18 beschrieben.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von mit einer Innenbeschichtung versehenen rohrförmigen Bauteilen aus Faserverbundwerkstoff, die einen beliebigen Querschnitt und Querschnittsverlauf über die Länge aufweisen können, wird in einem ersten Schritt mittels thermischen Spritzens entweder auf einen massiven Hilfskern (nachfolgend „direkt-face-winding“ genannt) oder auf ein rohrförmiges Target („indirekt-face-winding“), das bevorzugt durch Drückwalzen hergestellt wird, eine metallische oder keramische Schicht aufgebracht.
  • Die Funktions-Innenbeschichtung kann aus Metall, Keramik, Polymeren oder aus einem entsprechenden Compoundmaterial aus diesen Materialien bestehen. Abhängig von der Art des Einsatzes wird für die Beschichtung ein Material gewählt, dass sich durch besondere Härte, Abriebfestigkeit, Steifigkeit und/oder Beständigkeit gegenüber bestimmten Medien, wie z.B. Hydraulikfluiden, auszeichnet.
  • Als Material für die Funktions-Innenbeschichtung können Carbid-Metalle, wie z.B. Cr3C2-NiCr, Carbide wie z.B. TiC und Cr3C2, Keramiken wie z.B. Al2O3-TiO2, Metalle wie z.B. Al, Cr, Ni, Mo und Cu, Legierungen wie z.B. X40Cr13, NiCr und NiCrBSi42, oder Oxid-Metall-Komposite wie z.B. Al2O3-NiAl, eingesetzt werden.
  • Zum Aufbringen der Beschichtung eignet sich insbesondere das thermischen Spritzen, da mit diesem kostengünstig und ohne großen Zeitaufwand vergleichsweise dicke Schichten mit guten mechanischen Eigenschaften erzeugt werden können. Die Schichten haben auch den Vorteil, dass sie auf der Außenseite vergleichsweise rau und/oder strukturiert sind. Aufgrund der dadurch erreichten Vergrößerung der Oberfläche wird eine gute Haftung zwischen der Schicht und nachfolgend aufgebrachten Materialien sowohl durch Stoff- als auch durch Formschluss ermöglicht. Um eine optimale Haftung zwischen diesen zu erreichen, kann die Oberflächenstruktur gezielt durch verfahrenstechnische Parameter beim thermischen Spritzen und/oder die Materialzusammensetzung der aufgespritzten Schicht, z.B. durch Zugabe von Füllstoffen, eingestellt werden.
  • Anschließend wird der Kern bzw. das Target mit Fasermaterial, vorzugsweise durch Bewickeln, belegt. Da die Rohre leicht und trotzdem mechanisch stark belastbar sein sollen, werden Kohlenstoff-, Glas-, Kevlar- oder Aramidfasern oder Verbunde aus diesen Fasern verwendet. Besonders geeignet sind Kohlenstofffasern oder eine Kombination aus Kohlenstofffasern und Glasfasern in Form von Fasern, Geweben, Gelegen, Geflechten und/oder Vliesen.
  • Die Fasern können bereits beim Belegen mit unausgehärtetem Matrixmaterial getränkt sein. Alternativ können die Fasern auch trocken gewickelt werden und anschließend, vorzugsweise nach dem Harzinjektions- bzw. RTM-Verfahren (RTM: resin transfer molding), mit unausgehärtetem Matrixmaterial versetzt werden.
  • Beim RTM-Verfahren wird der trocken belegte Kern bzw. das Target in eine Form eingebracht, deren Innenraum nur unwesentlich größer als der belegte Kern/das Target ist. Danach wird das flüssige Matrixmaterial in die Form und somit auch in das Fasermaterial gepresst.
  • Als Matrixmaterialien kommen entweder Duromere, wie z.B. Epoydharz, oder Thermoplaste zum Einsatz. Das Matrixmaterial kann wahlweise kalt oder heiß ausgehärtet werden. Bei einer heißen Aushärtung der Matrixmaterialien, die typischerweise im Temperaturbereichen von 40 bis 200°C erfolgt, werden üblicherweise höhere Festigkeiten als bei einer kalten Aushärtung erreicht.
  • Nach der Aushärtung des Matrixmaterials wird das rohrförmige Bauteil entformt. Bei einer Herstellung des Bauteils nach dem Verfahren des direct-face-winding wird hierbei das Bauteil vom massiven Hilfskern abgezogen. Um die Trennung des Bauteils vom Hilfskern zu erleichtern, ist entweder der Hilfskern aus einem Material gefertigt, das ein leichtes Ablösen des Bauteils gewährleistet, oder die Oberfläche des Hilfskerns wird vor dem Aufbringen der Beschichtung mit einem Trennmittel versehen. Das Trennmittel muss sorgfältig ausgewählt werden, da bei einer zu geringen Haftung die Beschichtung schon während des Auftragens abfallen kann.
  • Bei einer Herstellung des Bauteils nach dem Verfahren des indirect-face-winding wird zu dessen Entformung das rohrförmige Target, z.B. durch spanende Verfahren wie Fräsen oder Drehen, vollständig abgetragen.
  • Das Material für die massiven Hilfskerne bzw. die rohrförmigen Targets wird so gewählt, dass während der Fertigung der Bauteile keine zu großen Spannungen, bedingt durch große Unterschiede der Ausdehnungskoeffizienten der Materialien des Kerns/Targets und des Bauteils, auftreten.
  • Schließlich kann bei erhöhten Anforderungen an die Restrauhigkeit die Innenseite des rohrförmigen Bauteils mechanisch nachgearbeitet werden. Die Nachbearbeitung der Innenbeschichtung dient einerseits dazu, die Rauhigkeit der Innenbeschichtung zu verringern; anderseits wird der Innendurchmesser des Rohrs auf ein exaktes Maß gebracht.
  • Die Gesamtwandstärken der rohrförmigen Bauteile bewegen sich typischerweise im Bereich von 3–35 mm, wobei die Innenbeschichtung auf eine Dicke von 0,020–0,8 mm eingestellt wird. Es ist möglich, die Gesamtwandstärke und Dicke der Beschichtung innerhalb des Bauteils zu variieren, falls spezielle Anforderungen an das Bauteil dies erfordern.
  • Dem Wesen der Erfindung folgend können als Kupplungsschicht wirkende Schichten entweder zwischen der Funktionsbeschichtung und dem Faserverbundwerkstoff oder zwischen dem Hilfskern bzw. dem Target und der Funktionsbeschichtung eingebracht werden.
  • Zur Verbesserung der Haftung können mit Kupfer oder Nickel beschichtete Kohlefasern als erste Lage auf die Funktionsbeschichtung aufgebracht werden. Des Weiteren kann die Haftung zwischen Faserverbundwerkstoffen und den Chrombeschichtungen durch das Einfügen einer Zwischenschicht aus Kupfer und die Haftung zwischen Faserverbundwerkstoffen und einer Beschichtung aus einer Metalllegierung durch Einfügen einer Zwischenschicht aus Harz und Metallpulver verbessert werden.
  • Durch das Einfügen einer metallischen Schicht als Kupplungsschicht zwischen dem Hilfskern und einer keramischen Beschichtung erreicht man eine keramische Funktions-Innenbeschichtung mit einer geringeren Rauhigkeit.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich demzufolge besonders zur Herstellung von Hydraulikzylindern, die in Flugzeugen verwendet werden, für Berstschutze in Flugzeugtriebwerken und für Industriezentrifugen.
  • Beim Hydraulikzylinder wird im Innern eines Rohrs aus Faserverbundwerkstoff durch die Funktions-Innenbeschichtung eine glatte, gegen Hydraulikfluide beständige Lauffläche bereitgestellt, die mit herkömmlichen Methoden nur sehr aufwendig herzustellen wäre.
  • Als Berstschutz für Flugzeugtriebwerke wird eine Ummantelung von Flugzeugtriebwerken aus Faserverbundwerkstoff (Kohlenstoff- oder Kevlarfasern) hergestellt, die erfindungsgemäß auf ihrer Innenseite mit einer sehr harten Beschichtung, z.B. aus SiC oder hochfestem Stahl, versehen ist. Beim Auftreffen von Bruchstücken auf die harte Beschichtung des Berstschutzes werden diese lokal verformt; die Aufprallfläche wird vergrößert und infolgedessen werden die beim Aufprall auf die Wand des Berstschutzes wirkenden lokalen Druckbelastungen nachhaltig verringert. Die bislang verwendeten Berstschutze werden aus metallischen Rohrhalbzeugen hergestellt, so dass zu deren Herstellung ein hoher Anteil an spanender Bearbeitung erforderlich ist. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können also wesentlich kostengünstiger und unkomplizierter als bisher Berstschutze mit nachhaltig verringertem Bauteilgewicht hergestellt werden. Vorteilhaft ist zudem, dass die Berstschutze zur Anpassung an die zu erwartenden Belastungen mit variablen Querschnitten sowie Dicken der Funktionsbeschichtung gefertigt werden können.
  • Die Kammern von Industriezentrifugen werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren aus Faserverbundwerkstoff hergestellt, der auf seiner Innenseite mit einer harten metallischen Funktionsbeschichtung versehen ist. So können kostengünstig Kammern mit geringem Gewicht hergestellt werden, deren innenliegende Wandfläche eine hohe Abriebfestigkeit aufweist. Oft werden auch auf die Innenseiten solcher Kammern so genannte Verschleißrippen aus Metall aufgebracht, die dazu dienen, den Abrieb an der übrigen Wandfläche weiter zu verringern. Die metallische Beschichtung ermöglicht hier äußerst haltbare Verbindungen zwischen den Verschleißrippen und der Kammerwand.
  • Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Verfahren auch vorteilhaft zur Herstellung von Antriebswellen, Rohrleitungen, Druckbehältern, Pneumatikzylindern, Stoßdämpfern und Bohrgestängen eingesetzt werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; hierzu zeigen:
  • 1: einen Hydraulikzylinder bestehend aus einem mit einer Funktions-Innenbeschichtung versehenen Rohr aus Faserverbundwerkstoff,
  • 2: ein rohrförmiges Bauteil hergestellt nach dem direct-face-winding vor der mechanischen Bearbeitung der Innenbeschichtung,
  • 3: ein rohrförmiges Bauteil hergestellt nach dem indirect-face-winding vor der mechanischen Bearbeitung der Innenbeschichtung,
  • 4: ein rohrförmiges Bauteil hergestellt nach dem indirect-face-winding ohne mechanischen Nachbearbeitung der Innenbeschichtung,
  • 5: ein rohrförmiges Bauteil, dessen eine Seite mit einem Gewinde versehen und dessen andere Seite in Form eines Polygons gefertigt ist,
  • 6: ein rohrförmiges Bauteil mit großer, definierter Rauhigkeit der aufgespritzten Beschichtung,
  • 7a: rohrförmiges Bauteil, bei dem die Form des Querschnitts durch acht zusammenhängende, gleichartige Kreissegmente begrenzt wird,
  • 7b: rohrförmiges Bauteil mit rechteckförmigem Querschnitt,
  • 7c: rohrförmiges Bauteil mit sechseckigem Querschnitt,
  • 7d: rohrförmiges Bauteil rundem Querschnitt,
  • 8a: rohrförmiges Bauteil, dessen Durchmesser sich im mittigen Bereich aufweitet,
  • 8b: rohrförmiges Bauteil mit trichterförmigem Längsschnitt,
  • 8c: rohrförmiges Bauteil, dessen eine Seite mit einem Gewinde versehen ist und an dessen anderer Seite sich ein Bereich mit im Vergleich zum restlichen Bauteil verringertem Durchmesser befindet und
  • 8d: gebogenes rohrförmiges Bauteil.
  • Wie in 1 dargestellt, besteht das rohrförmige Bauteil aus der Rohrwandung 1, die aus einem Faserverbundwerkstoff, der aus einer Kombination aus Kohlenstoff- und Glasfasern und aus Epoxydharz, dessen Glasübergangsüberganstemperatur größer als 180°C ist, aufgebaut ist, und der Innenbeschichtung 2 aus Carbonhartmetall. Das Bauteil ist besonders geeignet für einen Einsatz als Hydraulikzylinder in Flugzeugen, da es sehr leicht und mechanisch sehr belastbar ist und extremen Temperaturunterschieden standhält. Die Innenbeschichtung 2 aus Carbonhartmetall wird überdies nicht von in der Luftfahrtechnik verwendeten Hydraulikfluiden angegriffen.
  • Wie aus 2 ersichtlich, befindet sich bei der Herstellung der Methode des direct-face-winding das rohrförmige Bauteil zunächst auf einem massiven Hilfskern 4, der vor der mechanischen Nachbearbeitung der Innenbeschichtung 2 entfernt wird.
  • Bei der Herstellung eines Bauteils nach dem indirect-face-winding (3) befindet sich innerhalb des Bauteils zunächst das rohrförmige Target 5, das anschließend mit einem spanenden Verfahren vollständig entfernt wird.
  • Bei beiden Verfahren wird die Innenbeschichtung 2 durch thermisches Spritzen auf den Hilfskern 4 bzw. auf das Target 5 aufgebracht; sie ist infolgedessen auf der vom Hilfskern 4 abgewandten Seite vergleichsweise rau und/oder strukturiert. Somit wird eine gute Verbindung mit dem nachfolgend aufgebrachten Faserverbundwerkstoff der Rohrwandung 1 durch Stoff- und Formschluss erreicht (6), die sich auch bei sehr hohen mechanischen und thermischen Belastungen nicht löst.
  • Bei vielen Anwendungen kann das Bauteil ohne weitere Bearbeitung nach dem Entformen verwendet werden (4).
  • Bei erhöhten Anforderungen an die Rauhigkeit wird die Innenbeschichtung 2 nach dem Entformen mittels Schleifen/Honen bis zur Bearbeitungsgrenze 3 abgetragen und gleichzeitig geglättet.
  • Das direct-face-winding hat gegenüber dem indirect-face-winding den Vorteil, dass das mechanische Abtragen des Targets 5 entfällt. Andererseits müssen beim direct-face-winding, um ein problemloses Entfernen des massiven Hilfskerns 4 zu gewährleisten, Prozessparameter wie das Material des Hilfskerns 4, die Dauer und die Temperatur des Aushärtens des Matrixmaterials sowie der Einsatz von Trennmittel optimiert und genau eingehalten werden.
  • Die rohrförmigen Bauteile können ohne Weiteres mit beliebigen Querschnittsformen (s. 7a–7d) und Querschnittsverläufen (8a–8d) gefertigt werden. Auch können Bauteile mit funktionsfähigen Gewinden hergestellt werden (5).

Claims (18)

  1. Verfahren zur Herstellung von mit einer Funktions-Innenbeschichtung (2) versehenen rohrförmigen Bauteilen aus Faserverbundwerkstoff mit beliebiger Querschnittsform und einem beliebigen Querschnittsverlauf über deren Länge, umfassend die Schritte – Aufbringen einer Beschichtung (2) aus Metall, Keramik, Polymeren oder aus einem Compoundmaterial aus diesen Materialien auf einen massiven Hilfskern (4) oder ein rohrförmiges Target (5) mittels thermischen Spritzens, – Belegung des beschichteten Hilfskerns (4) oder Targets (5) mit Fasern, – Einbringen des mit den Fasern belegten Hilfskerns (4) oder Targets (5) in eine Form, deren Innenraum nur unwesentlich größer ist als der belegte Hilfskern (4) oder das belegte Target (5), – Pressen von unausgehärtetem Matrixmaterial in die Form, – Aushärten des Matrixmaterials, – Entformung des Bauteils, – Ausbilden der Funktions-Innenbeschichtung (2) mittels Nacharbeiten der Beschichtung (2) durch Abtragen, bis diese eine vorgegebene Zielschichtdicke erreicht hat und/oder durch Glätten, bis diese einen vorgegebenen Rauhigkeitswert aufweist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (2) auf einen massiven Hilfskern (4) aufgebracht wird, der bei der Entformung mittels Abziehens des Bauteils von dem Hilfskern (4) vollständig aus dem Inneren des rohrförmigen Bauteils entfernt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Hilfskerns (4) vor dem Aufbringen der Beschichtung (2) mit einem Trennmittel versehen wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (2) auf ein rohrförmiges Target (5) aufgebracht wird, das zur Entformung des rohrförmigen Bauteils vollständig abgetragen wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Gesamtwandstärken von 3–35 mm eingestellt werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Beschichtung (2) auf 0,020–0,8 mm eingestellt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Material für die Funktions-Innenbeschichtung (2) Carbid-Metalle wie Cr3C2-NiCr, Carbide wie TiC und Cr3C2, Keramiken wie Al2O3-TiO2, Metalle wie Al, Cr, Ni, Mo und Cu, Legierungen wie X40Cr13, NiCr und NiCrBSi42 oder Oxid-Metall-Komposite wie Al2O3-NiAl, eingesetzt werden.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Matrixmaterial während des Aushärtens auf Temperaturen von 40 bis 200°C erwärmt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Matrixmaterial ein Epoxydharz-System mit einer Glasübergangstemperatur von größer 180°C eingesetzt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Fasermaterial Kohlenstoff-, Glas-, Kevlar- oder Aramidfasern oder Verbunde aus diesen Fasern verwendet werden.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mit Kupfer oder Nickel beschichtete Kohlefasern als erste Lage auf die Beschichtung (2) aufgebracht werden.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass entweder zwischen dem Hilfskern (4) bzw. dem Target (5) und der Beschichtung (2) oder zwischen der Beschichtung (2) und dem Faserverbundwerkstoff eine als Kupplungsschicht wirkende Zwischenschicht eingebracht wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass Kupfer als Zwischenschicht auf eine Beschichtung (2) aus Chrom oder auf eine Beschichtung (2) aus einer Metalllegierung eine aus Harz und Metallpulver bestehende Zwischenschicht gebracht wird oder auf den Hilfskern (4) eine Zwischenschicht aus Metall und anschließend auf diese eine Beschichtung (2) aus Keramik aufgetragen wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht durch thermisches Spritzen aufgebracht wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Seite des rohrförmigen Bauteils in Form eines Gewindes gefertigt wird.
  16. Verwendung des nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 hergestellten rohrförmigen Bauteils als Hydraulikzylinder.
  17. Verwendung des nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 hergestellten rohrförmigen Bauteils als Berstschutz.
  18. Verwendung des nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 hergestellten rohrförmigen Bauteils als Zentrifugenmantel einer Industriezentrifuge.
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