DE102012003734A1

DE102012003734A1 - Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus einem Hybridlaminat

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Publication number: DE102012003734A1
Application number: DE102012003734A
Authority: DE
Inventors: Daniel Stefaniak; Axel Fink Garcia; Boris Kolesnikow; Christian Hühne; Heiko Assing; Jörg Nickel
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2012-02-28
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2013-08-29
Also published as: DE102012003734A8

Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus einem Hybridlaminat mit Schichten aus Faserverbundwerkstoffen und mit Schichten aus metallischen Werkstoffen arbeitet mit folgenden Schritten: a) Vorbereiten einer metallischen Folie 10, b) Aufbringen von Verstärkungsfasern 20 auf der metallischen Folie 10, c) Befestigen der aufgebrachten Fasern 20 auf der Metallfolie 10 mittels Harzfolie 30 und/oder Binder 31 und Erhalten eines Halbzeuges (41, 42), d) Umformen der Halbzeuge (41, 42) in eine mechanisch gewünschte Form, e) Zusammensetzen des Hybridlaminates aus einer Vielzahl von umgeformten Halbzeugen (41, 42).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus einem Hybridlaminat, sowie ein Halbzeug hierfür.
Faserverbundwerkstoffe werden zunehmend eingesetzt, unter anderem auch für Strukturelemente im Flugzeugbau, aber auch in anderen Gebieten der Luft- und Raumfahrttechnik oder auch in der Fahrzeugtechnik generell, also im Kraftfahrzeugbau und im Schienenfahrzeugbau. Dabei werden insbesondere Faserverbundwerkstoffe in Form von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK) eingesetzt. Derartige kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe sind anisotrope Werkstoffe. Die Strukturelemente für verschiedene Zwecke werden insbesondere mit unterschiedlichem Laminataufbau vorgesehen. Strukturelemente mit einem Laminataufbau mit Faserverbundwerkstoffen mit unterschiedlichen Faserorientierungen werden aus verschiedenen Gründen eingesetzt, insbesondere zur Erzielung von gleichmäßigerer Lastverteilung und Stabilität.
Der Einsatz von Faserverbundwerkstoffen ermöglicht es insbesondere, das Strukturgewicht damit hergestellter Bauelemente gegenüber herkömmlichen Bauweisen mit konventionellen metallischen Werkstoffen signifikant zu senken.
Viele Vorschläge beziehen sich auf eine Hybridisierung von Faserverbundwerkstoffen mit metallischen Werkstoffen, um die Vorteile beider Werkstoffe besser ausnutzen zu können. Durch geschickte Kombination von Schichten aus beiden Werkstoffen und ihren Anteilen im Laminat sowie der Anordnung in Schichten lassen sich gewünschte Eigenschaften sogar gezielt einstellen.
So schlägt beispielsweise die EP 0 056 289 B1 vor, zumindest zwei Aluminiumlagen mit einer Dicke von weniger als 1 mm mithilfe einer oder mehrerer Aramidfasern (ARAL) zu verstärken. Dadurch sollen die Ermüdungseigenschaften sowie die Schadenstoleranz verbessert werden. Bei einem alternativen Vorschlag aus der EP 0 322 947 B1 wird eine Verstärkung mittels Glasfaserlagen zwischen mindestens zwei Aluminiumlagen vorgenommen.
Neben Aluminium werden für Hybridlaminate auch andere Werkstoffe wie etwa Stahl, Titan oder Leichtmetalllegierungen eingesetzt, was beispielsweise in der EP 2 085 215 A1 , der WO 2004/071761 A1 , der WO 2007/145512 A1 und der US-PS 6,114,050 beschrieben wird.
Diese metallischen Werkstoffe werden dann mit Verstärkungsfasern aus Glas, Kohlenstoff, Bor, synthetischen Fasern wie zum Beispiel Aramid, PBO oder UHMWPE kombiniert.
Ein generelles Problem von Hybridlaminaten aus Faserverbundwerkstoffen und metallischen Werkstoffen ist die erschwerte Infiltration der Faserschichten. Das Einbringen entsprechender Aushärtungsmittel oder Imprägniermittel zwischen die Laminatschichten ist nicht oder kaum möglich, so dass überwiegend vorimprägnierte Fasersysteme verwendet werden, sogenannte Prepregs. Prepregs sind weit bei der Herstellung von Faserverbundwerkstoffen eingesetzte Halbzeuge. Sie sind mit Harzmaterial bereits imprägnierte Faserlagen, wobei das Harz jedoch noch nicht ausgehärtet ist.
Um ein Bauteil aus einem Hybridwerkstoff wie er vorstehend beschrieben ist herzustellen, kann man die metallischen Lagen in einem vorgelagerten Prozessschritt einzeln durch bekannte Umformverfahren formverändern und dann alternierend mit Lagen aus dem Faserverbundwerkstoff in einem Formwerkzeug ablegen. Die metallischen Einzellagen eines gekrümmten Hybridlaminats erhalten dabei die für die spätere Position im Schichtverbund benötigte Geometrie, wie dies beispielsweise in der EP 1 103 370 B1 vorgeschlagen wird.
Dabei benötigt jede Schicht des Hybridlaminats ihre eigene Kontur, um Schichtdickenschwankungen im Laminat zu vermeiden. Die Werkzeug- und Verfahrenskosten für diese Vorgehensweise sind in Folge der vielen unterschiedlichen Umformschritte bei insbesondere kompliziert geformten gekrümmten Hybridlaminaten enorm hoch.
Zur Reduzierung der Umformvorgänge werden in der DE 690 21 211 T2 entsprechend der EP 0 473 843 B1 bereits ausgehärtete beziehungsweise teilausgehärtete Hybridlaminate verwendet, die dann nachträglich umgeformt werden. Bei dieser Vorgehensweise ist jedoch das Umformvermögen äußerst begrenzt. Nur bei sehr großen Radien und einfach gekrümmten Bauteilen führt diese Vorgehensweise zu brauchbaren Bauteilen aus dem Hybridwerkstoff aus Faserverbundwerkstoffen und metallischen Werkstoffen.
Werden wie in der EP 1 103 370 B1 vorgeschlagen noch nicht ausgehärtete Prepreg-Faserverbundwerkstoff-Metall-Hybridlaminate eingesetzt, so können dadurch deutlich höhere Umformraten erreicht werden. Auch dieses Vorgehen eignet sich letztlich jedoch nur für einfach gekrümmte Bauteile. So ist unter anderem eine Umformung quer zur Faserrichtung nicht oder nur sehr bedingt möglich, da eine solche Anordnung keine Relativbewegung zwischen Faser und Metallfolie erlaubt.
Dadurch, dass nur oder überwiegend nur Prepreg-Systeme verarbeitet werden können, da die Infiltration von Hybridlaminaten durch die Metalllagen wie erwähnt erschwert ist, entstehen gegenüber der Infiltration von Trockenfasern deutliche Mehrkosten. Aus der US-PS 7,595,112 B1 ist daher der Vorschlag bekannt, perforierte Metallfolien einzusetzen. Dadurch sollen flächige Metall-Trockenfaser-Laminate ohne Lufteinschlüsse in einem stabilen Prozess mit Harz infiltriert werden können. Durch die dann erforderliche Perforation der metallischen Folien verschlechtern sich jedoch die mechanischen Eigenschaften der Folie im Verbund.
Wünschenswert wäre es daher, ein Verfahren zur Herstellung von Hybridlaminaten aus Faserverbundwerkstoffen und metallischen Werkstoffen zu haben, welches Verfahren eine einfachere Herstellung von auch komplizierter gekrümmten Profilen ermöglicht.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein solches Verfahren vorzuschlagen. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus einem Hybridlaminat mit Schichten aus Faserverbundwerkstoffen und mit Schichten aus metallischen Werkstoffen, mit folgenden Schritten: Vorbereiten einer metallischen Folie, Aufbringen von Verstärkungsfasern auf der metallischen Folie, Befestigen der aufgebrachten Fasern auf der Metallfolie und Erhalten eines Halbzeuges, Umformen der Halbzeuge in eine mechanisch gewünschte Form, Zusammensetzen des Hybridlaminates aus einer Vielzahl von umgeformten Halbzeugen. Weiter betrifft die vorliegende Erfindung ein Halbzeug für ein solches Verfahren.
Durch die Erfindung entsteht ein mehrstufiger Verfahrensgang, bei dem die einzelnen Schritte vollständig entkoppelt werden. Dadurch wird die gewünschte Vereinfachung möglich.
Dem Umformprozess wird ein Prozess vorgelagert, bei welchem ein Halbzeug aus metallischen Folien erzeugt wird, die mit Verstärkungsfasern belegt sind. Dieses neuartige Halbzeug mit der metallischen Folie als Träger kann dadurch erhalten werden, dass die Verstärkungsfasern mittels eines Binders und/oder eines Harzfilms unter Druck- und/oder Wärmezufuhr auf der metallischen Folie fixiert werden. Der Binder und/oder die Harzfolie können flächig oder auch diskret auf die Verstärkungsfaserlage oder die Metallfolie aufgetragen werden. Sie dienen dann mittels flächig oder diskret eingebrachter Wärme und/oder Druck als flächige oder diskrete Verbindung.
Erfindungsgemäß kann damit die Lage, Ausdehnung und Anzahl der Bereiche, in denen eine Verbindung zwischen Verstärkungsfasern und Metallfolie besteht, je nach Anforderungen gewählt werden.
Für das erfindungsgemäße Verfahren sind die Verstärkungsfasern noch nicht mit Harzmaterial infiltriert wie es zum Beispiel bei Prepregs der Fall ist. Auch die Harzfolien werden nicht soweit erhitzt, dass die Verstärkungsfasern mit dem Harzmaterial vollständig imprägniert werden. Die Harzfolien werden nur soweit erhitzt beziehungsweise erweicht wie es zur Fixierung von Metallfolie und Verstärkungsfasern erforderlich ist.
Abhängig von der jeweils verwendeten Verstärkungsfaserlage lassen sich erfindungsgemäß gezielt Bereiche erhalten, in denen sich die Fasern relativ zur Metallfolie bewegen oder verzerren können.
Dadurch wird ein deutlich vergrößerter Umformgrad und somit die Herstellung von sehr viel stärker gegenüber herkömmlichen Schichten veränderten Geometrien ermöglicht.
Dieses so entstehende Halbzeug kann als Rollen- oder Plattenware auch zwischengelagert werden.
Die eigentliche Herstellung des Bauteils aus dem Hybridwerkstoff kann auch zu einem anderen Zeitpunkt und auch an einem anderen Ort stattfinden. Diese räumliche und zeitliche Entkopplung des Gesamtvorganges erzeugt einen zusätzlichen Freiheitsgrad im Prozessablauf und ermöglicht ganz erhebliche Kosteneinsparungen insbesondere auch in Folge von Skaleneffekten.
Die Umformung des Halbzeuges erfolgt bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Nachfolgeprozess, also in einem zweiten Schritt zwischen der Herstellung des Halbzeuges und der Zusammensetzung für das Gesamtprofil. Dieser Umformungsprozess des Halbzeuges kann kontinuierlich oder diskontinuierlich verlaufen. Dabei werden ein oder mehrere, gleich oder ungleich aufgebaute Halbzeuge mit einer Vorrichtung zum plastischen Formverändern in einem oder mehreren aufeinander folgenden Umformschritten bis zur Zielgeometrie formverändert.
Dieser Schritt ist möglich, da mit Hilfe der gezielten diskreten Fixierung der Verstärkungslage und der Metallfolie eine Relativbewegung zwischen den beiden Komponenten in den erforderlichen Bereichen ermöglicht wird.
Es kann sich bei dieser Verstärkungsfaserlage um unidirektional angeordnete Fasern zum Beispiel Rovings, unidirektionale oder mehraxiale Gelege, mehraxiale Gewebe oder auch um eine beliebige Kombination dieser Faserarten handeln.
Die auf diese Weise hergestellten Halbzeuge können dann bevorzugt mit anderen Halbzeugen aus Faserverbundwerkstoffen, die separat hergestellt werden, oder auch mit Halbzeugen, die in der gleichen Form wie vorbeschrieben hergestellt werden, zusammengesetzt werden.
Falls gewünscht, können jetzt die so entstehenden Elemente imprägniert und ausgehärtet werden. Falls Harzfolien eingelegt wurden, kann die Imprägnierung durch weitere Erwärmung erfolgen.
Auf diese Weise werden die Bauelemente aus den Hybridlaminaten aus Faserverbundwerkstoffen und metallischen Werkstoffen gebildet.
Das Bauteil kann weitere Zwischenschichten aufweisen und/oder die Verstärkungslagen können deutlich dicker ausgeführt werden, als die metallischen Träger.
Als Beispiele für eine mögliche Größenordnung der Einzellagen kann man etwa von Metallfolien mit einer Dicke von 0,01 mm bis 0,8 mm und von Verstärkungslagen aus einem Faserverbundwerkstoff ausgehen, welche um etwa den Faktor 2 bis 10 dicker sind, als diese Metallfolie. Die Größenordnung könnte beispielsweise bei 0,1 mm bis 1 mm liegen.
Die Infiltration dieser trockenen Fasern mit Harzmaterial erfolgt entweder in einem kontinuierlichen oder einem diskontinuierlichen Verfahren. Dabei ist je nach Faserart eine Infiltration bei Raumtemperatur, bei höheren Temperaturen oder auch mithilfe einer eingebrachten Harzfolie (sogenannte Resinfilminfusion – RFI) im Aushärteprozess möglich. Die Infiltration kann dabei sowohl bei Umgebungsdruck wie auch im Autoklaven erfolgen. Bei der Verwendung eines Binders verbleibt dieser vorzugsweise im Harz. Die Aushärtung des Harzmaterials erfolgt beispielsweise kontinuierlich in einem Ofen oder auch bei Raumtemperatur oder auch diskontinuierlich im Autoklaven.
Die eingesetzten Metallfolien können je nach Anwendungsfall aus Stahl, Aluminium, Titan oder einer Leichtmetalllegierung bestehen.
Es ist möglich, sie wie in der US 7,595,112 B1 vorgeschlagen zu perforieren, wenn dies gewünscht wird, es ist jedoch auch möglich, mit nichtperforierten Metallfolien zu arbeiten.
Die Verstärkungsfaserlage kann insbesondere aus Kohlenstofffasern, Glasfasern, Borfasern oder Synthetikfasern wie Aramidfasern, Fasern aus PBO oder UHMWPE gebildet sein.
Es können unidirektional angeordnete Fasern, zum Beispiel Rovings, unidirektional oder mehraxiale Gelege, mehraxiale Gewebe oder auch eine Kombination aus diesen Fasern eingesetzt werden.
Der Binder kann insbesondere aus thermoplastischen oder duroplastischen Harzsystemen bestehen, die in einem beliebigen Verfahren dünn aufgetragen oder gesprüht werden. Ebenso können auch thermoplastische Binderfasern in Gewebeform oder in vliesartiger Form sowie als Sprühkleber verwendet werden.
Die Harzfolie kann ebenfalls insbesondere aus duroplastischen oder thermoplastischen Harzsystemen bestehen.
Es können Harzfolien eingesetzt werden wie sie für die Herstellung von Prepregs verwendet werden. Geeignete Harzsysteme sind solche, wie sie aus der Faserverbundtechnologie bekannt sind. Für die Harzfolie und den Binder können dieselben Materialien eingesetzt werden.
Bei einer alternativen Lösung der Aufgabe benutzt man ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus einem Hybridlaminat mit Schichten aus Faserverbundwerkstoffen und mit Schichten aus metallischen Werkstoffen, mit folgenden Schritten: Vorbereiten einer metallischen Folie, Aufbringen von Verstärkungsfasern auf der metallischen Folie, Befestigen der aufgebrachten Fasern auf der Metallfolie und Erhalten eines Halbzeuges, Zusammensetzen des Hybridlaminates aus einer Vielzahl von Halbzeugen, gemeinsames Umformen der zusammengesetzten Halbzeuge in eine mechanisch gewünschte Form.
Während man bei einem kontinuierlichen Vorgehen es vorziehen wird, eine Vielzahl von Profilen jeweils separat umzuformen und dann zu einem Bauteil zusammen zu setzen, wird man bei einer diskontinuierlichen Fertigung dieser Bauteile bevorzugt die Umformung mehrerer Halbzeuge in einem Schritt vornehmen, also zunächst das Hybridlaminat zusammensetzen und dann erst diese zusammengesetzte Form in eine mechanisch gewünschte Form umformen. Da es keine Fixierung zwischen den einzelnen Halbzeugen gibt, ist eine Relativbewegung auch für eine solche Umformung zusammengesetzter Hybridlaminate möglich. Bei herkömmlichen Prepregs wäre dies nicht ohne Weiteres möglich, da dort die Einzelschichten aufgrund ihrer klebrigen Oberfläche als Folge der Imprägnierung nicht aufeinander abgleiten können. Dieses Problem tritt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht auf, da die Fasern auf der Metallfolie lediglich befestigt sind, jedoch noch nicht vollständig mit Harz imprägniert sind.
Die erfindungsgemäßen Halbzeuge können aus mehreren Metallfolien und/oder mehreren Verstärkungsfaserlagen aufgebaut sein. Sie können auf beiden Flächen der Metallfolie eine Verstärkungsfaserlage aufweisen.
Im Folgenden werden anhand einer Zeichnung zwei Ausführungsformen des Verfahrens erläutert. Es zeigt:
1 ein in Verfahrensschritten aufgebautes Diagramm von zwei alternativen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Schemazeichnung aus 1 beschäftigt sich mit der Herstellung eines neuartigen Halbzeuges (Abschnitt A) und seiner weiteren Bearbeitung hin zu einem fertigen Bauteil. (Abschnitt B).
Man sieht zunächst oben in der Zeichnung, dass dort jeweils eine Metallfolie 10 und eine Verstärkungsfaserlage 20 als Startmaterial angegeben sind. Dabei bildet die Metallfolie 10 den Träger des herzustellenden Halbzeuges.
In einer ersten, in der linken Hälfte der 1 veranschaulichten Alternative wird auf diese Metallfolie 10 als Träger zunächst eine Harzfolie 30 aufgelegt. Darauf folgt dann die Verstärkungsfaserlage 20.
In der rechten Hälfte der 1 sieht man die alternative Möglichkeit, anstelle der Harzfolie 30 einen Binder 31 auf der Metallfolie 10 aufzutragen. Auch hier folgt dann die Verstärkungsfaserlage 20.
Die Verstärkungsfaserlage 20 kann aus unidirektional angeordneten Fasern, Rovings, unidirektionalen oder mehraxialen Gelegen, einem mehraxialen Gewebe oder auch aus einer Kombination dieser Werkstoffe bestehen.
In einem nächsten Verfahrensschritt wird auf die Gesamtkombination dann Druck ausgeübt und/oder Wärme zugeführt. Infolge der Druckausübung und/oder Wärmezufuhr bilden die Harzfolie 30 beziehungsweise der Binder 31 eine Verbindung zwischen Metallfolie 10 und der Verstärkungsfaserlage 20 aus. Die Harzfolie wird dabei jedoch nicht soweit verflüssigt, dass eine Imprägnierung der Verstärkungsfaserlage mit dem Harzsystem erfolgt. Nach der Durchführung dieses Verfahrensschrittes 35 entsteht in der Alternative 1 ein Halbzeug 41, in der Alternative 2 ein Halbzeug 42.
Im Ergebnis werden Halbzeuge 41, 42 erhalten, bei denen die Verstärkungsfaserlagen 20 auf den Metallfolien 10 fixiert, jedoch noch nicht mit Harzmaterial imprägniert sind.
In beiden alternativen dargestellten Vorgehensweisen kann danach ein Umformprozess 45 vorgenommen werden, der mit den Halbzeugen 41 und/oder 42 beziehungsweise einer Vielzahl von derart vorbereiteten Halbzeugen 41 oder 42 vorgenommen wird. Dieser Umformprozess kann zu einem anderen Zeitpunkt und an einem anderen Ort stattfinden, als die zuvor genannten Verfahrensschritte zur Herstellung der Halbzeuge 41 und 42.
Die Umformung der Halbzeuge 41, 42 kann einzeln vorgenommen werden. Die umgeformten Halbzeuge können dann oder auch zu einem späteren Zeitpunkt oder auch an einem anderen Ort zusammengesetzt werden.
Alternativ können auch mehrere derartige Halbzeuge 41, 42 zusammengesetzt und dann gemeinsam umgeformt werden.
In beiden Fällen liegen danach dann Laminate in der Bauteilgeometrie vor.
Erst jetzt nach der Durchführung des Umformprozesses 45 werden die Verstärkungsfaserlagen 20 mit Harz infiltriert und die Aushärtung durchgeführt.
Bei der ersten Alternative (linke Hälfte der 1) wird in einem Aushärteprozess 47 die Harzfolie 30 durch Eintrag von Wärme und gegebenenfalls Druck nunmehr verflüssigt und imprägniert die Verstärkungsfaserlagen 20. Unter weiterem Wärmeeintrag härtet das Harz schließlich aus.
Bei der zweiten Alternative (rechte Hälfte der 1) wird noch eine Harzinfiltration 46 vorgenommen, bei der von außen das Harzmaterial zugeführt und die Verstärkungsfaserlagen 20 mit dem Harzmaterial infiltriert werden. Anschließend findet die Aushärtung 47 statt.
Nach dem Aushärtungsschritt 47 ist das Strukturbauteil aus Hybridlaminat in der gewünschten Geometrie fertig. Die Schritte 45 bis 47 bilden mithin die Herstellung eines Bauteils aus einem Halbzeug 41 beziehungsweise 42.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere in der Luft- und Raumfahrt, im Fahrzeugbau sowohl für den Personen- als auch den Güterverkehr, im Schiffs- und Jachtbau und auch in anderen Bereichen des allgemeinen Maschinenbaus vorteilhaft einsetzbar.
Es entsteht eine erhebliche Aufwands- und Kostenreduktion bei der Herstellung von Hybridlaminaten aus Faserverbundwerkstoffen, insbesondere von kohlenstofffaserverstärkten Faserverbundwerkstoffen, und aus metallischen Werkstoffen. Die Wirtschaftlichkeit des gesamten Herstellungsprozesses wird durch die getrennt und separat mögliche Herstellung der Halbzeuge in einem vom Nachfolgeschritt abgekoppelten, insbesondere kontinuierlichen, Prozess deutlich erhöht.
Bezugszeichenliste

10: Metallfolie
20: Verstärkungsfaserlage
30: Harzfolie
31: Binder
35: Zuführung von Wärme und/oder Druck
41: Halbzeug
42: Halbzeug
45: Umformprozess
46: Harzinfiltration
47: Aushärtung
A: Herstellung des Halbzeugs
B: Herstellung des Bauteils

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0056289 B1 [0005]
EP 0322947 B1 [0005]
EP 2085215 A1 [0006]
WO 2004/071761 A1 [0006]
WO 2007/145512 A1 [0006]
US 6114050 [0006]
EP 1103370 B1 [0009, 0012]
DE 69021211 T2 [0011]
EP 0473843 B1 [0011]
US 7595112 B1 [0013, 0034]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus einem Hybridlaminat mit Schichten aus Faserverbundwerkstoffen und mit Schichten aus metallischen Werkstoffen, mit folgenden Schritten: a) Vorbereiten einer metallischen Folie, b) Aufbringen von Verstärkungsfasern auf der metallischen Folie, c) Befestigen der aufgebrachten Fasern auf der Metallfolie und Erhalten eines Halbzeuges (41, 42), d) Umformen der Halbzeuge (41, 42) in eine mechanisch gewünschte Form, e) Zusammensetzen des Hybridlaminates aus einer Vielzahl von umgeformten Halbzeugen (41, 42).
Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus einem Hybridlaminat mit Schichten aus Faserverbundwerkstoffen und mit Schichten aus metallischen Werkstoffen, mit folgenden Schritten: a) Vorbereiten einer metallischen Folie, b) Aufbringen von Verstärkungsfasern auf der metallischen Folie, c) Befestigen der aufgebrachten Fasern auf der Metallfolie und Erhalten eines Halbzeuges (41, 42), d) Zusammensetzen des Hybridlaminates aus einer Vielzahl von Halbzeugen (41, 42), e) Gemeinsames Umformen der zusammengesetzten Halbzeuge (41, 42) in eine mechanisch gewünschte Form.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Halbzeugen (41, 42) bei der Herstellung des Hybridlaminates weitere Schichten aus Faserverbundwerkstoff eingefügt werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Erzeugung der Halbzeuge (41, 42) diese als Rollen- oder Plattenware zwischengelagert werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern in Form von Verstärkungsfaserlagen aus unidirektional angeordneten Fasern, unidirektional angeordneten Rovings, unidirektionalen oder mehraxialen Gelegen, mehraxialen Geweben oder aus einer beliebigen Kombination dieser aufgebaut sind.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern Kohlenstofffasern, Glasfasern, Aramidfasern, Borfasern oder Synthetikfasern sind.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallfolie (10) perforiert ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallfolie aus Stahl, Aluminium, Titan oder einer Leichtmetalllegierung besteht.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung der Fasern auf der Metallfolie (10) mittels eines Binders (31) erfolgt, dass der Binder flächig oder diskret aufgetragen wird, und dass nach dem Auftragen Wärme und/oder Druck ausgeübt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Harzfolie (30) aufgetragen wird, und dass Wärme und/oder Druck ausgeübt wird.
Halbzeug für die Herstellung eines Bauteils aus einem Hybridlaminat mit Schichten aus Faserverbundwerkstoffen und mit Schichten aus metallischen Werkstoffen, enthaltend mindestens eine metallische Folie (10) und mindestens eine Verstärkungsfaserlage (20), die auf der metallischen Folie (10) mittels eines Binders (31) und/oder einer Harzfolie (30) befestigt ist.
Halbzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf beiden Seiten der mindestens einen metallischen Folie (10) eine Verstärkungsfaserlage (20) befestigt ist.