-
Die
vorliegende Erfindung betrifft die Stabilisierung von Wabenkernen,
insbesondere ein Verfahren zur Stabilisierung von Wabenkernen auf
einem besonderen Fertigungsmittel sowie das Fertigungsmittel.
-
Strukturen
aus Faserverbundwerkstoffen zeichnen sich durch geringes Gewicht
bei hoher Festigkeit und Steifigkeit aus. Sie werden deswegen bevorzugt
in Luft- und Raumfahrzeugen eingesetzt, finden aber auch in anderen
Anwendungsbereichen zunehmend Verwendung. Faserverbunde der höchsten Güteklasse
werden in Autoklaven hergestellt.
-
Werden
zwischen den Faserlagen leichtgewichtige Füllschichten verbaut, entstehen
sogenannte Sandwichstrukturen. Diese weisen eine stark erhöhte Steifigkeit
auf, ohne dass das Gesamtgewicht des Bauteils wesentlich zunimmt.
Als Füllschicht
werden bevorzugt bienenwabenartig aufgebaute Materialien, sogenannte
Wabenkerne, verwendet, da sie eine sehr geringe Dichte aufweisen.
-
Diese
Wabenkerne werfen in der Verarbeitung zu den angestrebten Sandwichstrukturen
jedoch eine Reihe von Problemen auf. Der in einem Autoklaven auf
einen Wabenkern insbesondere lateral wirkende Druck führt schnell
zu Schädigungen
der Wabenstruktur, die zum Ausschuss des Bauteils führen können.
-
Mit
anderen Worten, die Fertigung von Sandwichstrukturen mit Wabenkern
kann unter ungünstigen
Bedingungen zu teilweise schwerwiegenden Problemen führen, die
der Fachwelt bekannt sind und wovon einige nachfolgend genannt sind:
-
→ Verschiebung
der Waben – ”Core Crush”
-
Wabenkerne
sind flächige
Gebilde, die in Dickenrichtung, also senkrecht zur Wabenöffnung stark belastbar
sind. In Ebenenrichtung, also lateral zur Wabenöffnung, sind sie jedoch sehr
druckempfindlich. Da der Autoklavendruck allseitig wirkt, müssen Wabenkerne
vor der lateral wirkenden Druckkomponente geschützt werden. Wenn das nicht
durch die Konstruktion der Laminierform (Fertigungsmittel) möglich ist,
werden u. a. abgeschrägte
Wabenränder vorgesehen,
um die lateral wirkende Kraft über
eine größere Fläche abzusetzen.
-
Trotzdem
muss der Autoklavendruck zur Herstellung von Sandwichstrukturen
mit Wabenkern stark herabgesetzt werden, um ein seitliches Zusammenschieben,
eben den ”Core
Crush”,
zu vermeiden. So werden Sandwichbauteile mit Wabenkern bei Druckunterschieden
von nur etwa 2,5 bar gehärtet, wohingegen
monolithische Bauteile von hoher Laminatqualität Druckdifferenzen bis zu 10
bar erfahren haben.
-
→ Aufschiebung
von Wellen oberhalb der Waben
-
Core
Crush ist nicht immer eindeutig und auf Anhieb zu erkennen. In leicht
ausgeprägten
Fällen
ist das sichtbarste Zeichen ein Wulst am oberen Ende der Wabenschräge. Die
gesamte Schräge
hat sich verformt und das Laminat der oberen Deckschicht zu einer
Welle aufgeworfen. In ausgeprägteren
Fällen beschränkt sich
die Wellenbildung nicht auf die Kante der Wabe. Vielmehr können sich
auf beiden Seiten der Wabe Wellen im Laminat bilden. Das ist nur
in engen Grenzen zulässig
und kann zum Ausschuss des Bauteils führen.
-
→ Faserondulation
-
Die
Wabenverschiebung äußert sich
häufig durch
eine Aufwerfung bzw. Wellenbildung des Laminats. Selbst wenn das
Laminat flach bleibt, können die
Fasern auch seitlich zu S-Schlägen verschoben werden.
Diese Welligkeit wird Ondulation genannt und beeinträchtigt die
Festigkeit des Laminats.
-
→ Herausziehen
von Fasern aus konkaven Kanten
-
Häufig weisen
Sandwichbauteile Flansche auf, mit welchen sie mit anderen Baugruppen
verbunden werden sollen. Wenn bei einem solchen Bauteil Core Crush
auftritt, zieht der Wabenkern das Prepreg mit sich. Die Lagen in
den Kanten heben ab und bilden Porennester. Diese Poren liegen nicht
nur zwischen den einzelnen Lagen. Die einzelnen Lagen selbst werden
kaum noch kompaktiert und enthalten viele Poren.
-
→ Telegrafing
-
Als
Telegrafing wird das Phänomen
beschrieben, dass das Fasermaterial nur auf den Wabenstegen aufliegt,
in der Mitte der Wabenzellen hingegen durchhängt. Bei beginnendem Core Crush werden
die Wände
der Zellen näher
zueinander gedrückt
Ehemals straff darüber
verlaufende Fasermateriallagen (Prepreg) enthalten nun zuviel Material, sodass
sich der Durchhang vergrößert.
-
Durch
das Telegrafing wird allen Fasern ein welliger Verlauf vorgegeben.
Das gilt besonders für dünnwandige
Laminate. Dieser Verlauf beeinträchtigt die
Festigkeit und Steifigkeit von Bauteilen.
-
Im
Ergebnis ist damit festzustellen, dass zur Herstellung von hochqualitativen
Sandwichstrukturen aus Faserverbundwerkstoffen mit Wabenkern eine
Vorstabilisierung des Wabenkerns notwendig ist, um ihn gegen in
lateraler Richtung wirkende Drücke im
Autoklaven zu schützen.
-
Die
DE 36 28 514 A1 beschreibt
hierzu die Ausbildung einer Stabilisierungsschicht auf Basis von
Graphitfasern in einer Kunstharzmasse. Unter Anwendung von Druck
und Temperatur wird die Graphitfaserlage mit dem Wabenkern verbunden.
Bei dieser Herstellungsweise wird ein Kollabieren der Wabenstruktur
im Randbereich des Wabenkernes billigend in Kauf genommen. Die kollabierten
Bereiche werden abgeschnitten, was einen hohen Materialverlust bedeutet,
der aus wirtschaftlichen Gründen nicht
akzeptierbar ist. Darüber
hinaus sind aufwändige
Nachbearbeitungsschritte erforderlich, um komplexe Außenkonturen
der stabilisierten Wabe herausstellen. Für eine Reihe von Wabengeometrien,
beispielsweise mit abgestuften Dickenverläufen, ist dieses Stabilisierungsverfahren
erst gar nicht anwendbar.
-
Die
aus der
EP 0 805 747
B1 resultierende
DE
695 06 447 T2 ist ebenfalls mit dem Problem der Verschiebung
und/oder Verformung des Wabenkernmaterials unter Verdichtungsdruck
beschäftigt.
Zur Vermeidung der Verschiebung und/oder Verformung wird die Ausbildung
einer sogenannten Haltekante in einer der den Wabenkern umgebenden
unteren Prepreglagen vorgeschlagen. Diese Haltekante soll die Verschiebung
einer oberen Prepreglage gegen den Wabenkern während der Verdichtung verhindern. Diese
Vorgehensweise verursacht jedoch hohe Kosten, da bis zu drei Autoklavenzyklen
mit derselben Laminierform erforderlich sind. Dazwischen ist eine Bearbeitung
des Zwischenprodukts erforderlich, um die Haltekante zu erzeugen.
Die Methode ist nicht für Serienproduktion
geeignet.
-
Die
im Stand der Technik beschriebenen Maßnahmen zur Stabilisierung
von Wabenkernen lösen
das Problem des auftretenden ”Core
Crush” und der
damit einhergehenden Folgen, wie sie vorher beschrieben wurden nur
unvollständig
und lassen sich nicht auf alle Anwendungsbereiche übertragen.
-
Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine weitere und zuverlässige Methode
zur Stabilisierung von Wabenkernen vorzuschlagen. Die Verschiebung
und/oder Verformung des Wabenkernmaterials während der Herstellung von den
Wabenkern enthaltenden Sandwichstrukturbauteilen soll zuverlässig unterbunden
werden können.
Dazu soll insbesondere ein Wabenkern/Faserverbund-Halbfabrikat zur
Verfügung
gestellt werden, dass diese Eigenschaften erfüllt.
-
Idee
der vorliegenden Erfindung war es, das Wabenkern/Faserverbund-Halbfabrikat
auf einem Fertigungsmittel (hier Laminierform) mit texturierter Oberfläche herzustellen.
Damit kann die Verschiebung des Wabenkernmaterials unter Verdichtungsdruck
vermieden werden.
-
Unter
einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung damit ein
Verfahren zur Stabilisierung von Wabenkernen für Sandwichverbundstrukturen
aus Faserverbundwerkstoffen. Zur an sich bekannten Ausbildung einer
den Wabenkern stabilisierenden Schicht aus faserverstärktem Harz
durch Aufbringen wenigstens einer Schicht eines Faserhalbzeugs auf
einer ersten offenzelligen Seite davon, wird der Wabenkern mit seiner
zweiten offenzelligen Seite auf einem Fertigungsmittel mit texturierter
Oberfläche
vorfixiert. Unter Anlegen eines Vakuums und Durchführen eines
Härtezyklus
wird der stabilisierte Wabenkern ausgebildet. Der Härtezyklus
kann mit einem geeigneten Harzsystem bei Raumtemperatur durchgeführt werden. Üblicherweise
erfolgt er unter Anwendung von Wärme
oder gegebenenfalls von Wärme
und Druck.
-
Bei
dem Verfahren wird das Vakuum in üblicher Weise in einem normalen
Vakuumsack angelegt. Der Umgebungsdruck presst die Wabe mit der Stabilisierungslage
auf das Fertigungsmittel. Da die Oberfläche des Fertigungsmittels,
respektive der Laminierform texturiert und damit sehr griffig ist,
treten beim Anlegen des Vakuums keine Verschiebungen von Wabe und/oder
der Stabilisierungslage aus Faserhalbzeug/Harz auf. Ein Härtezyklus
nur im Ofen kann ausreichend sein. Selbst bei einem Härte zyklus im
Autoklaven, also bei erhöhtem
Druck, tritt keine Verschiebung der Wabe und/oder der Stabilisierungslage
auf und die Wabe kann aufgrund der texturierten Oberfläche des
Fertigungsmittels einem relativ hohen Druck widerstehen. Dabei weist
eine derart stabilisierte Wabe in Ebenenrichtung, also lateral zur Wabenöffnung,
respektive in Richtung auf die Wabenwand, eine hohe Schubsteifigkeit
auf. Da die Wabe nur einseitig mit einer Stabilisierungslage versehen
ist, weist sie in Ebenenrichtung eine hohe Schubsteifigkeit auf.
Vertikal zur Ebenenrichtung ist sie noch biegeweich genug, um sich
kleinen Unebenheiten während
der weiteren Verarbeitung anpassen zu können.
-
Ein
mit einer derart stabilisierten Wabe herzustellendes Sandwichfaserverbundbauteil
kann einem Härtezyklus
für monolithische
Bauteile mit wenigstens 7,2 bar Druckdifferenz unterworfen werden. Somit
lassen sich aus einem erfindungsgemäß hergestellten stabilisierten
Wabenkern Sandwichstrukturbauteile mit deutlich verbesserter Laminatqualität erzeugen.
-
Bevorzugte
Ausführungsformen
des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 16.
-
So
wird zur Texturierung der Oberfläche
des Fertigungsmittels insbesondere eine körnige Struktur vorgeschlagen.
Die Körnigkeit
der Oberfläche
entspricht der eines Schleifpapiers mit 80 nach CAMI (Coated Abrasive
Manufacturing Institute). Dabei handelt es sich um die Obergrenze
eines Wertebereiches für
mittelgrobes Schleifpapier, nämlich
36 bis 80 mit einer Korngröße von 538
bis 201 μm.
Die Texturierung der Oberfläche
ist jedoch nicht auf eine Körnung
beschränkt.
Denkbar sind alle Texturierungen, solange diese eine ausreichende
Griffigkeit der Oberfläche
sicherstellen.
-
Das
zur Positionierung des Wabenkernes erfindungsgemäß verwendete Fertigungsmittel
kann weitere Positionierungshilfen sowie gegebenenfalls integrierte
Vakuumanschlüsse
und Dichtnuten für wiederverwendbare
Vakuumhauben umfassen. Damit lässt
sich insbesondere eine serienmäßige Produktion
der stabilisierten Wabenkerne mit relativ einfachen Mitteln reproduzierbar
realisieren.
-
Die
stabilisierende Schicht aus faserverstärktem Harz wird, wie bereits
erwähnt,
durch Aufbringen wenigstens einer Schicht eines Faserhalbzeuges
aus stabilisierenden Fasern auf die erste offenzellige Seite des
Wabenkernmateriales aufgebaut. Dieses Faserhalbzeug wird vor dem
Aufbringen auf das Wabenkernmaterial mit Harz getränkt oder man
verwendet in bevorzugter Weise ein mit Harz vorimprägniertes
Faserhalbzeug, ein sogenanntes Prepreg. Auch dieses Prepreg kann
in mehreren Schichten je nach Erfordernis auf das Wabenkernmaterial aufgelegt
werden. Die Verarbeitung ist bei Verwendung eines Prepregs sehr
erleichtert. Falls erforderlich, kann eine spezielle Schicht Klebefilm
verwendet werden, um eine ausreichende Anbindung zwischen Faserhalbzeug
und Wabenkern sicherzustellen.
-
Zur
Stabilisierung des Wabenkernes wird in bevorzugter Weise ein Prepreg
verwendet, das in seinem Aufbau den Decklagen im später damit
herzustellenden Sandwichverbundbauteil entspricht. In diesem Fall
kann die Stabilisierungslage bzw. die stabilisierende Schicht mit
zum strukturellen Aufbau des Verbundbauteiles beitragen und stellt
kein parasitäres
Element dar. Die Gesamtmasse des Bauteils wird dann nicht erhöht.
-
Das
gegebenenfalls vorimprägnierte
Faserhalbzeug wird auf dem Wabenkern vor dessen Vorfixierung auf
der texturierten Oberfläche
des Fertigungsmittels abgelegt. Damit wird eine Positionsstabilisierung
des Wabenkernes durch den Auflagedruck des gegebenenfalls vorimprägnierten
Faserhalbzeugs auf der texturierten Oberfläche des Fertigungsmittels erreicht.
-
In
weiter bevorzugter Weise wird das gegebenenfalls vorimprägnierte
Faserhalbzeug derart auf dem Wabenkern abgelegt, dass es auch den
Wabenrand, respektive die äußere Wabenwand,
be deckt oder sogar darüber
hinaus steht. Einerseits wird so auch der Wabenrand vor einem Zusammendrücken bei
der Verarbeitung durch den auflastenden Autoklavendruck geschützt. Andererseits
erzeugt der überstehende
Teil des gegebenenfalls vorimprägnierten
Faserhalbzeuges auf der texturierten Oberfläche eine Haltekraft, die den
Wabenkern vor dem Kollaps schützt.
-
Da
die Faserverbundbauteile mit Sandwichstruktur besonders für Teile
von Luft- und Raumfahrzeugen Verwendung finden, wird bevorzugt,
dass das Faserhalbzeug aus mechanisch und thermisch hochfesten verstärkenden
Fasern aufgebaut ist. Dazu zählen
Fasern beispielsweise aus Kohlenstoff, Kunststoff, Glas, Siliciumcarbid,
Mullit, Borcarbid, Aramid und/oder Carbonaramid. Auch sind Mischungen
dieser Fasern in einem Faserhalbzeug oder eine Kombination von Faserhalbzeugen,
die aus verschiedenen dieser Fasern aufgebaut sind, denkbar.
-
Aufgrund
ihrer mechanischen und thermischen Eigenschaften werden insbesondere
Kohlenstofffasern bzw. daraus hergestellte Faserhalbzeuge bevorzugt.
-
Aus
dem gleichen Grund sind die Fasern des verwendeten Halbzeugs vorzugsweise
auch in eine mechanisch und thermisch hochfeste Harzmasse eingebettet
oder es wird ein derart aufgebautes Prepreg verwendet.
-
Das
Wabenkernmaterial ist nicht besonders beschränkt. So kann es aus Stahl,
Aluminium, Phenolharz oder Aramid ausgewählt werden. Beispielsweise
werden sogenannte Nomex®-Waben verwendet, welche
aus hitzebeständigen
Aramidfasern bestehen, die in einem Phenolharz fest verankert sind.
-
Die
erfindungsgemäß zu stabilisierenden Wabenkerne,
respektive die stabilisierten Wabenkerne, sind auf keine besondere
Dicke beschränkt.
Ihre Dicke beträgt
jedoch häufig
wenigstens 15 mm. Der Wabenkernrand wird abgeschrägt, wodurch
der später
auf den Wabenkern wirkende Autoklavendruck über eine größere Fläche verteilt werden kann. Die Abschrägung bringt
also eine weitere Stabilisierung des Wabenkernes mit sich. Gleichzeitig
lassen sich Übergänge von
Sandwich- zu monolithischen Bereichen innerhalb des Bauteils realisieren.
-
Durch
das erfindungsgemäße Verfahren können verbessert
stabilisierte Wabenkerne bereitgestellt werden.
-
Sie
können
zur Herstellung von den Wabenkern enthaltenden Sandwichverbundstrukturen
aus Faserverbundwerkstoffen eingesetzt werden. Solche Sandwichverbundstrukturen
aus Faserverbundwerkstoffen weisen wie bereits erwähnt eine
erhöhte
Steifigkeit auf, ohne dass das Gesamtgewicht des Bauteils wesentlich
zunimmt. Darüber
hinaus kann durch die Unempfindlichkeit gegenüber Druck in Lateralrichtung
des Wabenkerns mit einem stark erhöhten Autoklavendruck während des
Härtezyklus
gearbeitet werden. Eine Druckdifferenz von wenigstens 7,2 bar im
Vergleich zu bisher lediglich etwa 2,4 bar ist möglich. Das garantiert eine
deutliche Verbesserung der Laminatqualität, welche sogar monolithischen Bauteilen
entsprechen kann.
-
Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auch das Fertigungsmittel
zur Herstellung stabilisierter Wabenkerne, das sich dadurch auszeichnet,
dass eine zur Aufnahme und Positionierung des Wabenkerns vorgesehene
Oberfläche
des Fertigungsmittels konkav und/oder konvex texturiert ist. Durch
die Texturierung wird eine griffige Oberfläche geschaffen, auf welcher
der Wabenkern zur Ausbildung der Stabilisierungsschicht vorfixiert
werden kann. Durch diese Maßnahme
wird eine serienmäßige Herstellung
stabilisierter Wabenkerne mit reproduzierbarer Qualität deutlich
vereinfacht.
-
Gegebenenfalls
kann das Fertigungsmittel weiterer Positionierungsmittel in Form
von Stiften oder Noppen, zwischen denen der Wabenkern aufgelegt
wird, aufweisen. Des Weiteren können
integrierte Vakuumanschlüsse
und/oder Dichtnuten für wiederverwendbare
Vakuumhauben umfasst sein.
-
Die
Oberflächenform
des Fertigungsmittels ist der Form eines zu stabilisierenden Wabenkernes angepasst.
Mit anderen Worten, die Oberflächengestalt
des Fertigungsmittels ist vorzugsweise so zu wählen, dass der zu stabilisierende
Wabenkern eine Form erhält,
die er auch im später
zu fertigenden Faserverbund-Sandwichbauteil
hat. So werden größere Umformulierungen
vermieden.
-
Die
Texturierung der Oberfläche
ist vorzugsweise körnig
und liegt vorzugsweise in einem Wertebereich von 36 bis 80 CAMI
(Coated Abrasive Manufacturing Institute).
-
Das
bedeutet bei Schleifpapier eine mittlere Körnung mit einer Korngröße von 538
bis 200 μm. Derart
texturierte Oberflächen
liefern zur Vorfixierung des Wabenkerns die erforderliche Griffigkeit.
-
Im
Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Darin
zeigen:
-
1 in
explodierter Form ein Fertigungsmittel mit texturieter Oberfläche, darauf
angeordnetem Wabenkern mit Stabilisierungslage;
-
2 die
Anordnung gemäß 1 mit
Vakuumhaube;
-
3a und 3b den
stabilisierten Wabenkern vor und nach der Enbearbeitung.
-
In 1 ist
schematisch und im Schnitt ein Fertigungsmittel 1, hier
eine Laminierform, gezeigt. Die Oberfläche 13 des Laminier-Fertigungsmittels
ist teilweise texturiert, d. h. die Oberfläche 13 weist eine Körnung 2 auf,
die ihr Griffigkeit verleiht. Auf der griffig gemachten Oberfläche 13 des
Laminier-Fertigungsmittels 1 wird ein Wabenkern 3 angeordnet. Der
Wabenkern 3 ist bereits in die gewünschte Form vorgebogen und auf
Endmaß bearbeitet. Üblicherweise
wird er in dieser vorher bearbeiteten Form vom Hersteller bezogen.
-
Der
Wabenkern 3 wird bei der dargestellten Ausführungsform
auf seiner Oberseite 7, das ist die dem Fertigungsmittel 1 abgewandte
Seite, mit einem Klebefilm 9 bedeckt. Darüber wird
ein vorzugsweise vorimprägniertes
Faserhalbzeug 4 (Prepreg) abgelegt. Dieses Faserhalbzeug
hat die vorher beschriebenen Eigenschaften und Qualitäten. Es
gibt auch Prepregs, die so beschaffen sind, dass sie ohne Klebefilm
verarbeitet werden können.
Darüber
wird ein Abreißgewebe 10 gelegt.
Die Anordnung aus Wabenkern 3, Klebefilm 9, Prepreg 4 und
Abreißgewebe 10 wird
auf dem texturierten Teil 2 der Oberfläche 13 mit der Unterseite 8 des
Wabenkernes 3 abgelegt und angedrückt. Zwischen Wabenkern 3 und
texturierter Oberfläche 2 wird üblicherweise
noch ein dünner
Trennfilm (nicht gezeigt) angeordnet, um ein Verkleben zu verhindern.
-
Bei
der dargestellten Ausführungsform überragen
der Klebefilm 9, das Prepreg 4 und das Abreißgewebe 10 den
Wabenkernrand 12. Das erleichtert zum einen das Aufbringen
der gesamten Anordnung und unterstützt die Vorfixierung des Wabenkernes 3 auf
dem Fertigungsmittel 1 mit texturierter Oberfläche 2 durch
den Auflagedruck. Zum andern wird auch auf der äußeren Wabenwand eine Stabilisierungslage
ausgebildet und so ein Schutz vor Druck in Ebenenrichtung.
-
Anschließend wird
ein normaler Vakuumsack 11, bestehend aus Trennfolie, Breather
(beide der Übersichtlichkeit
halber nicht dargestellt) und äußerer Vakuumfolie
in üblicher
Weise aufgebaut. Diese Vorgehensweise ist schematisch in 2 dargestellt. Es
zeigt sich deutlich, dass der Klebefilm 9 und das Prepreg 4 den
Wabenrand 12, respektive die äußere Wabenwand des Wabenkerns 3 umschließen.
-
Der
Vakuumsack 11 wird dann evakuiert. Durch den durch das
Vakuum aufgebauten Druckunterschied zur Umgebung wird die Wabe mit
der Stabilisierungslage weiter auf das Fertigungsmittel gepresst.
Da die Oberfläche
griffig ist, treten keine Verschiebungen von Wabenkern 3 oder
Prepreg 4 auf. Nach dem Evakuieren folgt ein Härtezyklus,
entweder im Autoklaven oder nur im Ofen, der das Harz des Prepregs 4 bzw.
Faserhalbzeugs aushärtet
und zur Stabilisierungslage 5 (3)
verfestigt. Durch Unterstützung
des Klebefilms 9 wird diese Stabilisierungslage 5 mit
dem Wabenkern 3 verbunden.
-
Nach
dem Härtezyklus
wird der so behandelte Wabenkern 3 entformt. Er weist wie
aus den 3a und 3b ersichtlich
ist, die gewünschte Endkontur
auf. Der überstehende
Rand 14 der Stabilisierungslage 5 wird entfernt,
beispielsweise abgesägt,
und es verbleibt der stabilisierte Wabenkern, bestehend aus dem
Wabenkern 3 und der darauf auf einer Oberseite 7 erzeugten
Stabilisierungslage 5 aus Faserverbundwerkstoff.
-
Bei
der dargestellten Ausführungsform
weist der Wabenkern 3 abgeschrägte Wabenränder 12 auf. Das dient
zur weiteren Stabilisierung des Wabenkernes, nicht nur bei dessen
Stabilisierung selbst, sondern auch während der weiteren Verarbeitung
in einem Sandwichbauteil. Durch den abgeschrägten Wabenrand wird auch der
Druck bei der Evakuierung auf eine größere Fläche verteilt, sodass die Wabe
in sich vorab stabilisiert ist.
-
Die
stabilisierte Wabe kann wie bei üblichen Herstellungsverfahren
in ein Sandwichbauteil einlaminiert werden. Dazu ist das Abreißgewebe 10 zu entfernen
und die stabilisierte Wabe ist gegebenenfalls beidseitig mit Klebefilm
zu versehen. Da der Wabenkern nur einseitig stabilisiert ist, weist
die Wabe in lateraler Richtung Schiebesteifigkeit auf. In vertikaler Richtung
ist sie jedoch biegeweich und kann sich kleineren Unebenheiten gut
anpassen.
-
Ein
mit einer erfindungsgemäß stabilisierten Wabe
erzeugtes Sandwichbauteil kann wie bereits erwähnt, bei wenigstens 7,2 bar
Druckdifferenz gehärtet
werden, was die Laminatquali tät
wesentlich erhöht
und daraus erzeugte Produkte insbesondere für die Luft- und Raumfahrttechnologie
nützlich
sind.
-
3
+ 3 Lagen-Versuchskörper
einmal in konventioneller Bauweise und einmal in Bauweise mit einer
erfindungsgemäß vorstabilisierten
Wabe wurden verglichen.
-
Es
wurde deutlich, dass bei dem Versuchskörper mit vorstabilisierter
Wabe, die Faserverbundlagen im Vergleich zur herkömmlichen
Bauweise keine Wellenbildung zeigen und sich keine Kissen in den
Wabenöffnungen
gebildet haben.
-
Zusammenfassend
weist die Erfindung folgende Vorteile:
- – Die Wabe
zeigt keine merkliche Verformung mehr.
- – Es
tritt keine sichtbare Wulstbildung am Laminat auf.
- – Man
findet eine stark verringerte Faserondulation auch auf der Wabenunterseite.
- – Die
Fasern werden nicht aus den Kanten gezogen.
- – Das
Telegrafing ist stark reduziert.
- – Der
Faserverlauf ist gerader.
- – Es
findet eine bessere Kompaktierung der Fasern auf der Ober- und Unterseite des
Wabenkernes statt.
- – Es
können
Autoklavendrücke
wie für
monolithische Bauteile verwendet werden (bessere Laminatqualität).
- – Es
können
dicke Waben mit steilen Böschungswinkeln
eingesetzt werden.
- – Die
Stabilisierung ist im Ofen möglich
und spart daher teure Autoklavenzeit.
- – Stabilisierung
und Endfertigung können
parallel mit unabhängigen
Werkzeugen durchgeführt
werden, was kurze Taktzeilen erlaubt.