DE102019133404A1 - Method for producing a fiber composite component, fiber composite component and a use for fiber composite components - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils aus einem Faserverbundwerkstoff mit einem integrierten Blitzschutz aus einem Blitzschutzwerkstoff, wobei der Faserverbundwerkstoff zumindest ein Fasermaterial (14) und ein das Fasermaterial (14) einbettendes Matrixmaterial aufweist, mit den folgenden Schritten:- Bereitstellen des Blitzschutzwerkstoffes sowie des Faserverbundwerkstoffes;- Ablegen des Fasermaterials (14, 18) des Faserverbundwerkstoffes und des Blitzschutzwerkstoffes in ein Formwerkzeug zur Bildung einer Faserpreform mit integriertem Blitzschutzwerkstoff; und- Herstellen des Faserverbundbauteils aus der Faserpreform mit dem integrierten Blitzschutzwerkstoff durch Konsolidieren des das Fasermaterial (14) einbettenden Matrixmaterials;wobei- ein Blitzschutzwerkstoff bereitgestellt wird, der ein Kohlenstoff-Fasermaterial (18) mit einer Vielzahl von Kohlenstofffasern aufweist, wobei die Kohlenstofffasern eine elektrische Leitfähigkeit von mehr als 1 x 105S/m haben.The invention relates to a method for producing a fiber composite component from a fiber composite material with integrated lightning protection from a lightning protection material, the fiber composite material having at least one fiber material (14) and a matrix material embedding the fiber material (14), with the following steps: the fiber composite material; - depositing the fiber material (14, 18), the fiber composite material and the lightning protection material in a molding tool to form a fiber preform with an integrated lightning protection material; and- producing the fiber composite component from the fiber preform with the integrated lightning protection material by consolidating the matrix material embedding the fiber material (14); wherein- a lightning protection material is provided which has a carbon fiber material (18) with a plurality of carbon fibers, the carbon fibers being an electrical one Have conductivity greater than 1 x 105S / m.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils aus einem Faserverbundwerkstoff mit einem integrierten Blitzschutz aus einem Blitzschutzwerkstoff, wobei der Faserverbundwerkstoff zumindest ein Fasermaterial und ein das Fasermaterial einbettendes Matrixmaterial aufweist. Die Erfindung betrifft ebenso ein Faserverbundbauteil hierzu. Außerdem betrifft die Erfindung eine Verwendung eines Kohlenstoff-Fasermaterials für ein Faserverbundbauteil.The invention relates to a method for producing a fiber composite component from a fiber composite material with integrated lightning protection from a lightning protection material, the fiber composite material having at least one fiber material and a matrix material that embeds the fiber material. The invention also relates to a fiber composite component for this purpose. The invention also relates to a use of a carbon fiber material for a fiber composite component.

Faserverbundwerkstoffe, aus denen Faserverbundbauteile hergestellt werden können, weisen in der Regel ein Fasermaterial und ein das Fasermaterial einbettendes Matrixmaterial auf, sodass das Fasermaterial und das Matrixmaterial nach dem Konsolidieren bzw. Aushärten des Matrixmaterials eine integrale Einheit bilden und so die Verstärkungsfasern des Fasermaterials in ihre vorgegebene Struktur gezwungen werden.Fiber composite materials, from which fiber composite components can be produced, usually have a fiber material and a matrix material that embeds the fiber material, so that the fiber material and the matrix material form an integral unit after the matrix material has been consolidated or hardened and the reinforcing fibers of the fiber material in their predetermined Structure to be forced.

Fasermaterialien eines Faserverbundwerkstoffes sind dabei faserförmige Materialien, die einen anisotropen Werkstoff darstellen, der in Faserrichtung seine maximale Festigkeit und Steifigkeit ausbildet. Solche Fasermaterialien können bspw. Glasfasermaterialien oder Kohlenstofffasermaterialien sein. Elektrisch leitfähiges Fasermaterial ist dabei insbesondere jenes Fasermaterial, das neben seiner anisotropen Werkstoffeigenschaft zusätzlich eine elektrische Leitfähigkeit in Faserrichtung bzw. entlang der Faserorientierung hat, wie dies bspw. bei Kohlenstofffasern (CFK) der Fall ist. Es ist allerdings auch denkbar, dass nicht elektrisch leitfähigen Fasermaterialien, wie beispielsweise Glasfasern, zusätzliche elektrisch leitfähige Materialien hinzugefügt werden, um so gebildete Faserhalbzeuge elektrisch leitfähig zu machen. Kohlenstofffasern eines Kohlenstofffasermaterials haben üblicherweise eine elektrische Leitfähigkeit von weit unter 1 x 105 S/m.Fiber materials of a fiber composite material are fibrous materials that represent an anisotropic material that develops its maximum strength and rigidity in the direction of the fibers. Such fiber materials can be, for example, glass fiber materials or carbon fiber materials. Electrically conductive fiber material is in particular that fiber material which, in addition to its anisotropic material property, also has electrical conductivity in the direction of the fiber or along the fiber orientation, as is the case, for example, with carbon fibers (CFRP). However, it is also conceivable that non-electrically conductive fiber materials, such as glass fibers, additional electrically conductive materials are added in order to make semi-finished fiber products formed in this way electrically conductive. Carbon fibers of a carbon fiber material usually have an electrical conductivity of well below 1 × 10 5 S / m.

Matrixmaterialien sind Kunststoffmaterialien, die durch meist Temperaturbeaufschlagung aushärten (polymerisieren) bzw. konsolidieren und so das eingebettete Fasermaterial in eine feste Struktur zwingen. Derartige Matrixmaterialien können bspw. duroplastische oder thermoplastische Kunststoffe sein, deren Verwendung je nach Anwendungsfall ausgewählt wird.Matrix materials are plastic materials that harden (polymerize) or consolidate when exposed to temperature, thus forcing the embedded fiber material into a solid structure. Such matrix materials can be, for example, thermosetting or thermoplastic plastics, the use of which is selected depending on the application.

Bei der Herstellung eines Faserverbundbauteils wird dabei zunächst das Fasermaterial des Faserverbundwerkstoffes durch Ablegen des Fasermaterials auf ein Formwerkzeug zunächst in die gewünschte Bauteilform (Preform bzw. Faserpreform) gebracht, was als Preforming bezeichnet wird. Wurden zur Herstellung der Faserpreform trockene Fasermaterialien verwendet, so muss in einem sich an das Preforming anschließenden Infusionsprozess das Matrixmaterial in das Fasermaterial der Preform infundiert werden. Wurden zur Herstellung der Faserpreform hingegen vorimprägniertes Fasermaterial (sogenannte Prepregs) verwendet, so ist der anschließenden Infusionsprozess optional.In the production of a fiber composite component, the fiber material of the fiber composite material is first brought into the desired component shape (preform or fiber preform) by placing the fiber material on a molding tool, which is referred to as preforming. If dry fiber materials were used to produce the fiber preform, the matrix material must be infused into the fiber material of the preform in an infusion process that follows the preforming. If, on the other hand, pre-impregnated fiber material (so-called prepregs) was used to manufacture the fiber preform, the subsequent infusion process is optional.

Aufgrund seiner besonderen Eigenschaft, bei einem relativ geringen Gewicht eine hohe Festigkeit und Steifigkeit gegenüber anderen, insbesondere isotropen Werkstoffen aufzuweisen, eignen sich Faserverbundwerkstoffe insbesondere in der Luftfahrtindustrie und der Automobilindustrie, da durch die Einsparung des Gewichts direkt proportional Treibstoff eingespart werden kann. Daher hat sich die Verwendung von Faserverbundwerkstoffen in der Automobil- und Luftfahrtindustrie mittlerweile für fast alle Bauteile bzw. Bauelemente eines Fahrzeuges etabliert.Due to its special property of having a high strength and rigidity compared to other, in particular isotropic, materials with a relatively low weight, fiber composite materials are particularly suitable in the aerospace industry and the automotive industry, since fuel can be saved proportionally by saving weight. Therefore, the use of fiber composite materials in the automotive and aviation industries has meanwhile established itself for almost all components or structural elements of a vehicle.

Bei der Herstellung von Strukturen für die Automobil- und Luftfahrtindustrie ist es jedoch ein wesentliches Erfordernis, dass diese Bauteile gegen Blitzschlag geschützt werden. Bei metallischen Werkstoffen, wie bspw. Aluminium, ist dies grundsätzlich aufgrund der elektrischen Leitfähigkeit des verwendeten metallischen Werkstoffes gegeben. Bei der Verwendung von Faserverbundbauteilen als Ersatz für Bauteile aus metallischen Werkstoffen ist dies per se jedoch noch nicht gegeben, auch dann nicht, wenn das Faserverbundbauteil aus einem Faserverbundwerkstoff mit einem elektrisch leitfähigen Fasermaterial hergestellt wurde.However, in the manufacture of structures for the automotive and aerospace industries, it is an essential requirement that these components be protected against lightning strikes. In the case of metallic materials, such as aluminum, this is basically the case due to the electrical conductivity of the metallic material used. When using fiber composite components as a replacement for components made of metallic materials, however, this is not yet the case per se, not even if the fiber composite component was produced from a fiber composite material with an electrically conductive fiber material.

Aus der DE 10 2017 102 045 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils bekannt, welches aus einem Faserverbundwerkstoff mit elektrischer Leitfähigkeit hergestellt ist. Das Faserverbundbauteil weist dabei eine Blitzschutzeinrichtung auf, die aus mehreren Lagen des elektrisch leitfähigen Fasermaterials gebildet wird, wobei lokale elektrische Einleitungsbereiche vorgesehen sind, innerhalb dessen die elektrische Leitfähigkeit des Faserverbundbauteils in Dickenrichtung vergrößert wurde. Somit können mehrere Lagen Fasermaterial als elektrische Leiter für einen Blitzschutz verwendet werden. Nachteil hierbei ist, dass durch die zusätzlichen Einleitungsbereiche mehr Masse in das Faserverbundbauteil gebracht wird, was die Gewichtseinsparungen durch die Verwendung eines Faserverbundwerkstoffes zum Teil wieder zunichtemacht. Außerdem wird bei der Herstellung der Einleitungsbereiche die durchgehenden Verstärkungsfasern durchtrennt bzw. beschädigt, wodurch die Festigkeit und Steifigkeit des Bauteils reduziert wird. Dies muss dann mit mehr Fasermaterial kompensiert werden, wodurch das Gewicht wieder erhöht wird.From the DE 10 2017 102 045 A1 a method for producing a fiber composite component is known which is made from a fiber composite material with electrical conductivity. The fiber composite component has a lightning protection device which is formed from several layers of the electrically conductive fiber material, with local electrical introduction areas being provided within which the electrical conductivity of the fiber composite component has been increased in the thickness direction. Thus, several layers of fiber material can be used as electrical conductors for lightning protection. The disadvantage here is that more mass is brought into the fiber composite component due to the additional introduction areas, which in part negates the weight savings through the use of a fiber composite material. In addition, the continuous reinforcing fibers are severed or damaged during the production of the inlet areas, which reduces the strength and rigidity of the component. This then has to be compensated for with more fiber material, which increases the weight again.

Aus der DE 10 2011 086 101 A1 ist ein Faserverbundbauteil für Flugzeuge bekannt, das einen integrierten Blitzschutz aufweist. Hierzu werden herkömmliche Fasermaterialien eines Faserverbundwerkstoffes mit einer Lage eines bandförmigen Blitzschutzmaterials, bspw. eine Aluminiumschicht, kombiniert, um so die hohen Ströme, die durch einen Blitzeinschlag verursacht werden, ohne große Wärmeentwicklung abgeführt werden können. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass das Aufbringen eines zusätzlichen Blitzschutzes einen sehr arbeitsintensiven und zeitintensiven Arbeitsschritt darstellt, der die Herstellungskosten zusätzlich erhöht. Außerdem führt das Aufbringen eines solchen Blitzschutzmaterials zu einer Erhöhung des Mehrgewichtes, ohne jedoch wesentlich zur Aufnahme von mechanischen Lasten beizutragen. From the DE 10 2011 086 101 A1 is a fiber composite component for aircraft known that has integrated lightning protection. For this purpose, conventional fiber materials of a fiber composite material are combined with a layer of strip-shaped lightning protection material, for example an aluminum layer, so that the high currents that are caused by a lightning strike can be dissipated without great heat development. The disadvantage here, however, is that the application of additional lightning protection is a very labor-intensive and time-consuming work step which additionally increases the production costs. In addition, the application of such a lightning protection material leads to an increase in the additional weight, but without contributing significantly to the absorption of mechanical loads.

Derzeit werden in der Forschung netzförmige bzw. maschenförmige Blitzschutzmaterialien erprobt, die als äußere, zusätzliche Lage auf das Faserverbundbauteil aufgetragen werden. Im Gegensatz zu vollflächigen Kupferstreifen kann hierdurch signifikant Gewicht eingespart werden, ohne den Blitzschutz zu reduzieren.At present, net-shaped or mesh-shaped lightning protection materials are being tested in research, which are applied to the fiber composite component as an external, additional layer. In contrast to full-surface copper strips, this saves significant weight without reducing the lightning protection.

Gerade bei der Herstellung von großskaligen Strukturbauteilen aus einem Faserverbundwerkstoff werden zur Erhöhung der Effizienz sogenannte Faserlegeanlagen verwendet, die automatisiert ein der Anlage zugeführtes Fasermaterial auf dem Werkzeug zur Herstellung der Faserpreform ablegen. Eine solche Faserlegeanlage ist beispielsweise aus der DE 10 2010 015 027 A1 bekannt. Dabei besteht ein Bedürfnis, den gesamten Arbeitsprozess mithilfe einer solchen Faserlegeanlage durchzuführen, d. h. auch die Ablage des Blitzschutzmaterials, wie dies beispielsweise aus der bereits genannten DE 10 2011 086 101 A1 bekannt ist.Especially in the production of large-scale structural components from a fiber composite material, so-called fiber laying systems are used to increase efficiency, which automatically deposit a fiber material fed to the system on the tool for producing the fiber preform. Such a fiber laying system is, for example, from DE 10 2010 015 027 A1 known. There is a need to carry out the entire work process with the aid of such a fiber laying system, that is to say also to deposit the lightning protection material, as is the case, for example, from the above DE 10 2011 086 101 A1 is known.

Aus der DE 10 2016 105 059 A1 ist eine Kohlenstofffaser sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung bekannt, wobei die Kohlenstofffaser eine elektrische Leitfähigkeit von mindestens 1 x 106 S/m hat.From the DE 10 2016 105 059 A1 a carbon fiber and a method for its production are known, the carbon fiber having an electrical conductivity of at least 1 × 10 6 S / m.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils sowie ein Faserverbundbauteil hierzu anzugeben, bei dem der Blitzschutzwerkstoff mittels einer robotergestützten Applikationseinrichtung abgelegt werden kann. Es ist außerdem Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils sowie ein Faserverbundbauteil hierzu anzugeben, bei dem die Verwendung eines Blitzschutzwerkstoffes nicht zu einer signifikanten Erhöhung des Gewichtes des Bauteils führt.It is therefore the object of the present invention to provide an improved method for producing a fiber composite component and a fiber composite component for this purpose, in which the lightning protection material can be deposited by means of a robot-supported application device. It is also an object of the present invention to provide an improved method for producing a fiber composite component and a fiber composite component for this purpose, in which the use of a lightning protection material does not lead to a significant increase in the weight of the component.

Die Aufgabe wird mit dem Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils gemäß Anspruch 1, dem Faserverbundbauteil gemäß Anspruch 9 sowie der Verwendung gemäß Anspruch 11 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den entsprechenden Unteransprüchen.The object is achieved according to the invention with the method for producing a fiber composite component according to claim 1, the fiber composite component according to claim 9 and the use according to claim 11. Advantageous refinements of the invention can be found in the corresponding subclaims.

Gemäß Patentanspruch 1 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils aus einem Faserverbundwerkstoff mit einem integrierten Blitzschutz aus einem Blitzschutzwerkstoff vorgeschlagen, wobei der Faserverbundwerkstoff zumindest ein Fasermaterial und ein das Fasermaterial einbettendes Matrixmaterial aufweist. Dabei werden zur Herstellung des Faserverbundbauteils zunächst der Blitzschutzwerkstoff sowie der Faserverbundwerkstoff bereitgestellt. Bei der Verwendung einer robotergestützten Faserlegeanlage (auch robotergestützte Applikationseinrichtung genannt) wird der Blitzschutzwerkstoff und der Faserverbundwerkstoff so bereitgestellt, dass zumindest das Fasermaterial des Faserverbundwerkstoffes sowie des Blitzschutzwerkstoffes mittels der robotergestützten Faserlegeanlage auf ein Werkzeug abgelegt werden kann. Dies erfolgt in der Regel mittels eines Faserspeichers.According to claim 1, a method for producing a fiber composite component from a fiber composite material with integrated lightning protection from a lightning protection material is proposed, the fiber composite material having at least one fiber material and a matrix material embedding the fiber material. To produce the fiber composite component, the lightning protection material and the fiber composite material are initially provided. When using a robot-assisted fiber laying system (also called robot-assisted application device), the lightning protection material and the fiber composite material are provided in such a way that at least the fiber material of the fiber composite material and the lightning protection material can be placed on a tool by means of the robot-assisted fiber laying system. This is usually done by means of a fiber storage system.

Das Fasermaterial des Faserverbundwerkstoffes sowie der Blitzschutzwerkstoff werden nun in ein Formwerkzeug zur Bildung einer Faserpreform mit integriertem Blitzschutzwerkstoff abgelegt. Dies erfolgt in der Regel lagenweise, d. h. die Faserpreform weist eine Mehrzahl von Faserlagen auf. Eine dieser Faserlagen wird dabei durch dem Blitzschutzwerkstoff gebildet. Das Ablegen des Fasermaterials sowie des Blitzschutzwerkstoffes erfolgt dabei vorteilhafterweise mittels der bereits oben genannten robotergestützten Faserlegeanlage.The fiber material of the fiber composite material and the lightning protection material are now placed in a mold to form a fiber preform with integrated lightning protection material. This is usually done in layers, i.e. H. the fiber preform has a plurality of fiber layers. One of these fiber layers is formed by the lightning protection material. The filing of the fiber material and the lightning protection material is advantageously carried out by means of the above-mentioned robot-assisted fiber laying system.

Anschließend wird das Faserverbundbauteil aus der Faserpreform mit dem integrierten Blitzschutzwerkstoff durch Konsolidieren des das Fasermaterial einbettenden Matrixmaterials bzw. durch Konsolidieren des Fasermaterials und des Matrixmaterials hergestellt. Der Blitzschutzwerkstoff ist dabei elektrisch leitfähig ausgebildet. Das Fasermaterial des Faserverbundwerkstoffes kann dabei ebenfalls elektrisch leitfähig ausgebildet sein. Denkbar ist aber auch, dass das Fasermaterial des Faserverbundwerkstoffes elektrisch nicht leitend ist.The fiber composite component is then produced from the fiber preform with the integrated lightning protection material by consolidating the matrix material embedding the fiber material or by consolidating the fiber material and the matrix material. The lightning protection material is designed to be electrically conductive. The fiber material of the fiber composite material can also be designed to be electrically conductive. However, it is also conceivable that the fiber material of the fiber composite material is electrically non-conductive.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass der Blitzschutzwerkstoff ein Kohlenstoff-Fasermaterial mit einer Vielzahl von Kohlenstofffasern aufweist, wobei die Kohlenstofffasern eine elektrische Leitfähigkeit von mehr als 1 x 105 S/m haben.According to the invention, it is now provided that the lightning protection material has a carbon fiber material with a large number of carbon fibers, the carbon fibers having an electrical conductivity of more than 1 × 10 5 S / m.

Die Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit kann mit üblichen Verfahren erfolgen, die dem Fachmann bekannt sind. Ein geeignetes Verfahren ist z.B. das 4 Spitzen STM (I. Miccoli, F. Edler, H. Pfnür, C. Tegenkamp, J. Phys.: Condens. Matter 2015, 27, 223201).The determination of the electrical conductivity can be carried out using customary methods which are known to the person skilled in the art. A suitable method is e.g. the 4-point STM (I. Miccoli, F. Edler, H. Pfnür, C. Tegenkamp, J. Phys .: Condens. Matter 2015, 27, 223201).

Erfindungsgemäß wird demzufolge vorgeschlagen, dass das Faserverbundbauteil aus zwei verschiedenen Fasermaterialien hergestellt wird, nämlich zum einen das Fasermaterial des herkömmlichen Faserverbundwerkstoffes und zum anderen das Kohlenstoff-Fasermaterial des Blitzschutzwerkstoffes, wobei sich das Fasermaterial des Faserverbundwerkstoffes von dem Kohlenstoff-Fasermaterial des Blitzschutzwerkstoffes hinsichtlich der elektrischen Leitfähigkeit unterscheidet. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die elektrische Leitfähigkeit der Kohlenstofffasern des Kohlenstoff-Fasermaterials größer ist als 1 x 105 S/m, wobei die elektrische Leitfähigkeit der Fasern des Fasermaterials deutlich geringer ist als 1 x 105 S/m.According to the invention it is therefore proposed that the fiber composite component is made from two different fiber materials, namely on the one hand the fiber material of the conventional fiber composite material and on the other hand the carbon fiber material of the lightning protection material, the fiber material of the fiber composite material being different from the carbon fiber material of the lightning protection material in terms of electrical conductivity differs. According to the invention it is provided that the electrical conductivity of the carbon fibers of the carbon fiber material is greater than 1 × 10 5 S / m, the electrical conductivity of the fibers of the fiber material being significantly less than 1 × 10 5 S / m.

Ein solches Kohlenstoff-Fasermaterial mit derartigen Kohlenstofffasern ist dabei beispielsweise aus der DE 10 2016 105 059 A1 bekannt. Die Erfinder haben dabei erkannt, dass ein Kohlenstoff-Fasermaterial mit derartigen Kohlenstoff mit der angegebenen elektrischen Leitfähigkeit dazu geeignet ist, als Blitzschutzwerkstoff für einen integrierten Blitzschutz in einem Faserverbundbauteil verwendet zu werden, ohne dass dies bei einem Blitzschlag negative Auswirkungen hat. Vielmehr wurde erkannt, dass ein derartiges Kohlenstoff-Fasermaterial die bei einem Blitzschlag auftretenden hohen elektrischen Ströme gut ableiten kann, ohne selber geschädigt zu werden oder die darunterliegenden Faserlagen zu beschädigen.Such a carbon fiber material with such carbon fibers is for example from the DE 10 2016 105 059 A1 known. The inventors have recognized that a carbon fiber material with such carbon with the specified electrical conductivity is suitable to be used as lightning protection material for integrated lightning protection in a fiber composite component without this having negative effects in the event of a lightning strike. Rather, it was recognized that such a carbon fiber material can dissipate the high electrical currents that occur in the event of a lightning strike without being damaged itself or damaging the fiber layers underneath.

Darüber hinaus haben die Erfinder erkannt, dass ein solches Kohlenstoff-Fasermaterial ebenso mithilfe einer robotergestützten Faserlegeanlage in bzw. auf ein Formwerkzeug prozesssicher abgelegt werden kann.In addition, the inventors have recognized that such a carbon fiber material can also be reliably deposited in or on a molding tool with the aid of a robot-assisted fiber laying system.

Mithilfe der vorliegenden Erfindung wird es somit möglich, ein Faserverbundbauteil mit einem integrierten Blitzschutz mittels einer robotergestützten Faserlegeanlage automatisiert herzustellen, ohne dass das Faserverbundbauteil aufgrund des integrierten Blitzschutzes ein erhöhtes Gewicht aufweist. Vielmehr können nunmehr Faserverbundbauteile mit einem integrierten Blitzschutz hergestellt werden, die weder zusätzliche schwere Metallwerkstoff als Blitzschutz aufweisen noch zusätzlicher Einleitungspunkte haben, die die Verstärkungsfasern des Fasermaterials beeinträchtigen.With the help of the present invention, it is thus possible to automatically manufacture a fiber composite component with integrated lightning protection by means of a robot-supported fiber laying system without the fiber composite component having an increased weight due to the integrated lightning protection. Rather, fiber composite components can now be produced with integrated lightning protection, which neither have additional heavy metal material as lightning protection nor have additional entry points that impair the reinforcing fibers of the fiber material.

Denn das Kohlenstoff-Fasermaterial übernimmt eine Doppelfunktion, nämlich zum einen als Blitzschutz (aufgrund der hohen elektrischen Leitfähigkeit) und zum anderen als strukturelle Lage zum Abtragen von Kräften. Auf einen weiteren Blitzschutz, insbesondere aus einer metallenen Schicht, kann somit verzichtet werden.Because the carbon fiber material has a double function, namely on the one hand as lightning protection (due to the high electrical conductivity) and on the other hand as a structural layer for dissipating forces. Further lightning protection, in particular made of a metal layer, can therefore be dispensed with.

Bei dem Fasermaterial des Faserverbundwerkstoffes kann es sich um ein trockenes Fasermaterial handeln, dass nicht mit einem Matrixmaterial vorimprägniert ist. In diesem Fall werden das Fasermaterial und das Matrixmaterial des Faserverbundwerkstoffes getrennt bereitgestellt, wobei in einem späteren Infusionsprozess dann das Matrixmaterial in das Fasermaterial infundiert wird, um das Fasermaterial in das Matrixmaterial einzubetten. Alternativ ist es aber auch denkbar, dass der Faserverbundwerkstoff ein vorimprägniertes Fasermaterial enthält, bei dem das Matrixmaterial bereits in das Fasermaterial eingebettet ist. Hier kann ein späterer Infusionsprozess entfallen.The fiber material of the fiber composite material can be a dry fiber material that is not pre-impregnated with a matrix material. In this case, the fiber material and the matrix material of the fiber composite material are provided separately, the matrix material then being infused into the fiber material in a later infusion process in order to embed the fiber material in the matrix material. Alternatively, however, it is also conceivable that the fiber composite material contains a pre-impregnated fiber material in which the matrix material is already embedded in the fiber material. A later infusion process can be omitted here.

Selbiges gilt für das Kohlenstoff-Fasermaterial des Blitzschutzwerkstoffes. Auch dieses Kohlenstoff-Fasermaterial kann deinem trockenen Zustand bereitgestellt werden, sodass es zu einem späteren Zeitpunkt mit einem Matrixmaterial infundiert werden muss. Alternativ kann das Kohlenstoff-Fasermaterial auch vorimprägnierte bereitgestellt werden. Das Matrixmaterial für das Kohlenstoff-Fasermaterial kann dabei das Matrixmaterial des Faserverbundwerkstoffes sein.The same applies to the carbon fiber material of the lightning protection material. This carbon fiber material can also be provided in your dry state, so that it has to be infused with a matrix material at a later point in time. Alternatively, the carbon fiber material can also be provided in a pre-impregnated form. The matrix material for the carbon fiber material can be the matrix material of the fiber composite material.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Blitzschutzwerkstoff mit einem Kohlenstoff-Fasermaterial bereitgestellt wird, bei dem die Kohlenstofffasern einen sub-mikrometer Durchmesser aufweisen. Unter dem Ausdruck „sub-mikrometer“ Durchmesser wird ein durchschnittlicher Faserndurchmesser von weniger als 1000 nm verstanden. In einer Ausführungsform ist dieser Durchmesser dabei ≤ 700 nm, vorzugsweise ≤ 500 nm. Besonders bevorzugt ist der Durchmesser dieser Kohlenstofffasern ≤ 300 nm, ≤ 200 nm. Alle Angaben zum Durchmesser beziehen sich dabei auf den mittleren gemessenen Durchmesser.According to one embodiment it is provided that a lightning protection material is provided with a carbon fiber material in which the carbon fibers have a sub-micrometer diameter. The term “sub-micrometer” diameter is understood to mean an average fiber diameter of less than 1000 nm. In one embodiment, this diameter is 700 nm, preferably 500 nm. The diameter of these carbon fibers is particularly preferably 300 nm, 200 nm. All details on the diameter relate to the mean measured diameter.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kohlenstofffasern eine elektrische Leitfähigkeit von mindestens 1 × 106 S/m, vorzugsweise mindestens 1 x 107 S/m, besonders vorzugsweise mindestens 1 x 108 S/m haben. In einer Ausführungsform liegt die elektrische Leitfähigkeit bei mindestens 5 x 107 S/m.According to one embodiment it is provided that the carbon fibers have an electrical conductivity of at least 1 × 10 6 S / m, preferably at least 1 × 10 7 S / m, particularly preferably at least 1 × 10 8 S / m. In one embodiment, the electrical conductivity is at least 5 × 10 7 S / m.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Blitzschutzwerkstoff mit einem Kohlenstoff-Fasermaterial bereitgestellt wird, bei dem die Kohlenstofffasern keine leitfähige Metallbeschichtung, keine leitfähigen metallenen Partikel, insbesondere Nanopartikel, und/oder keine leitfähigen Metalle aufweisen. Mittels der vorliegenden Erfindung kann dabei auf einen Metall-basierten integrierten Blitzschutz in einem Faserverbundbauteil gänzlich verzichtet werden, sodass das Faserverbundbauteil in dem verwendeten Werkstoff homogen ist. Dies spart letztlich Gewicht sowie Zeit bei der Herstellung des Faserverbundbauteils.According to one embodiment it is provided that a lightning protection material with a carbon fiber material is provided, in which the carbon fibers have no conductive metal coating, no conductive metal particles, in particular nanoparticles, and / or no conductive metals. By means of the present invention, a metal-based integrated lightning protection in a fiber composite component can be completely dispensed with, so that the fiber composite component is homogeneous in the material used. This saves ultimately weight and time in the manufacture of the fiber composite component.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Fasermaterial des Faserverbundwerkstoffes sowie das Kohlenstoff-Fasermaterial des Blitzschutzwerkstoffes automatisiert mittels einer robotergestützten Faserlegeanlage auf das Formwerkzeug abgelegt werden.According to one embodiment, it is provided that the fiber material of the fiber composite material and the carbon fiber material of the lightning protection material are automatically deposited on the molding tool by means of a robot-assisted fiber laying system.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Faserverbundbauteil ein Innenbereich von einem durch die natürliche Umgebung gebildeten Außenbereich trennt, wobei das Fasermaterial des Faserverbundwerkstoffes und das Kohlenstoff-Fasermaterial des Blitzschutzwerkstoffes derart in das Formwerkzeug abgelegt werden, dass das Kohlenstoff-Fasermaterial des Blitzschutzwerkstoffes eine dem Außenbereich zugewandte Außenseite bildet.According to one embodiment it is provided that the fiber composite component separates an inner area from an outer area formed by the natural environment, the fiber material of the fiber composite material and the carbon fiber material of the lightning protection material being placed in the mold in such a way that the carbon fiber material of the lightning protection material is one of the outside area facing outside forms.

Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn es sich bei dem Faserverbundbauteil um einen Hohlkörper handelt, der in sich geschlossen ist und so einen Innenbereich von einem Außenbereich trennt. Dies ist beispielsweise der Fall bei Rumpfstrukturen von Flugzeugen oder Chassis von Fahrzeugen. Die letzte Faserlage, die in Richtung Au-ßenbereich zeigt und somit die dem Außenbereich zugewandte Außenseite des Faserverbundbauteiles bildet, wurde mit dem Kohlenstoff-Fasermaterial des Blitzschutzwerkstoffes hergestellt. Wurde die Außenseite vollständig mit dem Kohlenstoff-Fasermaterial des Blitzschutzwerkstoffes gebildet, so kann eine Art faradayscher Käfig hergestellt werden, der einen sicheren Blitzschutz gewährleistet. Bei dem Faserverbundbauteil kann es sich vorzugsweise um einen Teil bzw. ein Teilelement des Hohlkörpers handeln, der dann aus mehreren Teilen bzw. Teilelementen zusammengesetzt wird.This is particularly advantageous when the fiber composite component is a hollow body that is closed in itself and thus separates an inner area from an outer area. This is the case, for example, with fuselage structures of aircraft or chassis of vehicles. The last fiber layer, which points in the direction of the outside area and thus forms the outside of the fiber composite component facing the outside area, was produced with the carbon fiber material of the lightning protection material. If the outside is completely formed with the carbon fiber material of the lightning protection material, a kind of Faraday cage can be produced, which ensures reliable lightning protection. The fiber composite component can preferably be a part or a sub-element of the hollow body, which is then assembled from several parts or sub-elements.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Matrixmaterial des Faserverbundwerkstoffes nach der Herstellung der Faserpreform in das Fasermaterial des Faserverbundwerkstoffes und in das Kohlenstoff-Fasermaterial des Blitzschutzwerkstoffes infundiert wird. Dies ist in der Regel dann der Fall, in das Fasermaterial des Faserverbundwerkstoffes und das Kohlenstoff-Fasermaterial des Blitzschutzwerkstoffes ein trockenes Fasermaterial ist, dass nicht vorimprägniert ist. Nach Herstellung der Faserpreform schließt sich demnach vor der Konsolidierung des Matrixmaterials ein Infusionsprozess an, in dem das Matrixmaterial in die Faserpreform mit dem integrierten Blitzschutz infundiert wird.According to one embodiment it is provided that the matrix material of the fiber composite material is infused into the fiber material of the fiber composite material and into the carbon fiber material of the lightning protection material after the production of the fiber preform. This is usually the case in the fiber material of the fiber composite material and the carbon fiber material of the lightning protection material is a dry fiber material that is not pre-impregnated. After the fiber preform has been produced, an infusion process follows before the matrix material is consolidated, in which the matrix material is infused into the fiber preform with the integrated lightning protection.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform hierzu ist vorgesehen, dass ein mit dem Matrixmaterial vorimprägniertes Fasermaterial des Faserverbundwerkstoffes und ein mit einem Matrixmaterial vorimprägniertes Kohlenstoff-Fasermaterial des Blitzschutzwerkstoffes bereitgestellt wird, wobei die Faserpreform mit dem integrierten Blitzschutz dann aus dem vorimprägnierten Fasermaterial des Faserverbundwerkstoffes und dem vorimprägnierten Kohlenstoff-Fasermaterial des Blitzschutzwerkstoffes gebildet wird. Die anschließende Infusion eines Matrixmaterials ist dann optional. Dabei kann das Matrixmaterial, mit dem das Fasermaterial des Faserverbundwerkstoffes vorimprägniert ist, dasselbe Matrixmaterial sein, mit dem das Kohlenstoff-Fasermaterial des Blitzschutzwerkstoffes vorimprägniert ist. Die beiden Matrixmaterialien können sich jedoch auch voneinander unterscheiden.According to an alternative embodiment, it is provided that a fiber material of the fiber composite material pre-impregnated with the matrix material and a carbon fiber material of the lightning protection material pre-impregnated with a matrix material are provided, the fiber preform with the integrated lightning protection then being made up of the pre-impregnated fiber material of the fiber composite material and the pre-impregnated carbon fiber. Fiber material of the lightning protection material is formed. The subsequent infusion of a matrix material is then optional. The matrix material with which the fiber material of the fiber composite material is pre-impregnated can be the same matrix material with which the carbon fiber material of the lightning protection material is pre-impregnated. However, the two matrix materials can also differ from one another.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Faserverbundwerkstoff bereitgestellt wird, der ein Glasfasermaterial oder ein Kohlenstofffasermaterial als Fasermaterial enthält.According to one embodiment it is provided that a fiber composite material is provided which contains a glass fiber material or a carbon fiber material as the fiber material.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Faserverbundwerkstoff bereitgestellt wird, bei dem die Fasern das Fasermaterial eine elektrische Leitfähigkeit von maximal 1 x 105 S/m haben.According to one embodiment it is provided that a fiber composite material is provided in which the fibers of the fiber material have an electrical conductivity of at most 1 × 10 5 S / m.

Gemäß Anspruch 9 wird ein Faserverbundbauteil aus einem Faserverbundwerkstoff mit einem integrierten Blitzschutz einem Blitzschutzwerkstoff beansprucht, wobei das Faserverbundbauteil nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt ist bzw. wurde.According to claim 9, a fiber composite component made of a fiber composite material with an integrated lightning protection a lightning protection material is claimed, the fiber composite component being or has been produced according to the method described above.

Bei dem Faserverbundbauteil kann es sich vorteilhafterweise um zumindest einen Teil einer Hülle oder eines Rumpfes eines Fahrzeuges, insbesondere eines Luftfahrzeuges, handeln. Vorzugsweise ist das Faserverbundbauteil der Rumpf oder die Hülle des Fahrzeuges. Denkbar ist auch, dass es sich bei dem Faserverbundbauteil um Flügelschalen eines Flügels (Auftriebskörper) handelt.The fiber composite component can advantageously be at least part of a shell or a fuselage of a vehicle, in particular an aircraft. The fiber composite component is preferably the fuselage or the shell of the vehicle. It is also conceivable that the fiber composite component is wing shells of a wing (lifting body).

Gemäß Anspruch 11 wird die Verwendung eines Kohlenstoff-Fasermaterials mit einer Vielzahl von Kohlenstofffasern, die eine elektrische Leitfähigkeit von mehr als 1 x 105 S/m aufweisen, als Blitzschutzwerkstoff für Faserverbundbauteile, die aus einem Faserverbundwerkstoff aufweisend ein Fasermaterial und ein das Fasermaterial einbettendes Matrixmaterial gebildet sind oder werden, beansprucht. Bei den Kohlenstofffasern des Kohlenstoff-Fasermaterials kann es sich um Kohlenstofffasern handeln, wie sie in der DE 10 2016 105 059 A1 beschrieben sind.According to claim 11, the use of a carbon fiber material with a large number of carbon fibers, which have an electrical conductivity of more than 1 x 10 5 S / m, as lightning protection material for fiber composite components, which are made of a fiber composite material comprising a fiber material and a matrix material embedding the fiber material are formed or are claimed. The carbon fibers of the carbon fiber material can be carbon fibers, as shown in FIG DE 10 2016 105 059 A1 are described.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass Kohlenstofffasern verwendet werden, die eine elektrische Leitfähigkeit von mindestens 1 x 106 S/m, vorzugsweise mindestens 1 x 107 S/m, besonders vorzugsweise mindestens 1 x 108 S/m haben. According to one embodiment it is provided that carbon fibers are used which have an electrical conductivity of at least 1 × 10 6 S / m, preferably at least 1 × 10 7 S / m, particularly preferably at least 1 × 10 8 S / m.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Kohlenstoff-Fasermaterial als Blitzschutzwerkstoff zur Herstellung eines Faserverbundbauteils wie vorstehend beschrieben verwendet wird.According to one embodiment it is provided that the carbon fiber material is used as a lightning protection material for the production of a fiber composite component as described above.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigt:

  • 1 beispielhafter schematischer Lagenaufbau einer Rumpfstruktur eines Flugzeuges mit Blitzschutz.
The invention is explained in more detail by way of example with reference to the accompanying figures. It shows:
  • 1 exemplary schematic layer structure of a fuselage structure of an aircraft with lightning protection.

1 zeigt beispielhaft den schematischen Lagenaufbau 10 einer Rumpfstruktur eines Flugzeuges mit Blitzschutz. Der Lagenaufbau 10 weist dabei insgesamt 6 Faserlagen auf, von denen die unteren fünf Faserlagen 12 aus einem Fasermaterial 14 eines Faserverbundwerkstoffes gebildet sind. Die sechste obere Faserlage 16 ist dabei aus einem Kohlenstoff-Fasermaterial 18 eines Blitzschutzwerkstoffes gebildet. 1 shows an example of the schematic layer structure 10 a fuselage structure of an aircraft with lightning protection. The layer structure 10 has a total of 6 fiber layers, of which the bottom five fiber layers 12th made of a fiber material 14th a fiber composite material are formed. The sixth top fiber layer 16 is made of a carbon fiber material 18th a lightning protection material.

Das Kohlenstoff-Fasermaterial 18 des Blitzschutzwerkstoffes weist dabei eine elektrische Leitfähigkeit von mehr als 1 x 105 S/m auf und kann die elektrische Leitfähigkeit von Kupfer übersteigen. Das Kohlenstoff-Fasermaterial 18 kann dabei eine elektrische Leitfähigkeit von bis zu 1,4 x 108 S/m aufweisen.The carbon fiber material 18th The lightning protection material has an electrical conductivity of more than 1 x 10 5 S / m and can exceed the electrical conductivity of copper. The carbon fiber material 18th can have an electrical conductivity of up to 1.4 x 10 8 S / m.

Die unteren 5 Faserlagen 12 des Fasermaterials 14 des Faserverbundwerkstoffes können dabei jeweils eine voneinander verschiedene Faserorientierung aufweisen, um so zumindest in der Ebene des Lagenaufbaus einen quasiisotropen Werkstoff zu bilden.The lower 5 fiber layers 12th of the fiber material 14th of the fiber composite material can each have a different fiber orientation from one another in order to form a quasi-isotropic material at least in the plane of the layer structure.

Mittels der vorliegenden Erfindung wird es möglich, auf eine weitere siebente Lage für einen Blitzschutz aus einem metallenen Material, beispielsweise Kupfer, zu verzichten, da die sechste äußere Lage 16 mit seiner gegenüber den anderen Lagen 12 deutlich höhere elektrische Leitfähigkeit nicht nur die Blitzschutzaufgabe übernimmt, sondern gleichzeitig auch struktureller Bestandteil des Bauteils ist. Damit wird mit der sechsten äußeren Lage 16, wie sie beispielhaft in 1 gezeigt ist, sowohl eine strukturelle Faserlage zum Abtragen von Kräften realisiert, als auch eine Blitzschutzeinrichtung generiert. Aufgrund dieser Doppelfunktion kann auf eine weitere Blitzschutzlage aus einem metallenen Material verzichtet werden, wodurch Gewicht eingespart und Herstellungszeiten verkürzt werden können.The present invention makes it possible to dispense with a further seventh layer for lightning protection made of a metal material, for example copper, since the sixth outer layer 16 with its opposite the other layers 12th Significantly higher electrical conductivity not only takes on the task of lightning protection, but is also a structural component of the component at the same time. This becomes the sixth outer layer 16 as exemplified in 1 is shown, both a structural fiber layer for transferring forces is realized and a lightning protection device is generated. Due to this dual function, another lightning protection layer made of a metal material can be dispensed with, which saves weight and shortens production times.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
LagenaufbauLayer build-up
1212th
Faserlagen des FaserverbundwerkstoffesFiber layers of the fiber composite material
1414th
Fasermaterial des FaserverbundwerkstoffesFiber material of the fiber composite material
1616
Faserlage des BlitzschutzwerkstoffesFiber layer of the lightning protection material
1818th
Kohlenstoff-Fasermaterial des BlitzschutzwerkstoffesCarbon fiber material of the lightning protection material

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102017102045 A1 [0008]DE 102017102045 A1 [0008]
  • DE 102011086101 A1 [0009, 0011]DE 102011086101 A1 [0009, 0011]
  • DE 102010015027 A1 [0011]DE 102010015027 A1 [0011]
  • DE 102016105059 A1 [0012, 0021, 0039]DE 102016105059 A1 [0012, 0021, 0039]

Claims (13)

Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils aus einem Faserverbundwerkstoff mit einem integrierten Blitzschutz aus einem Blitzschutzwerkstoff, wobei der Faserverbundwerkstoff zumindest ein Fasermaterial (14) und ein das Fasermaterial (14) einbettendes Matrixmaterial aufweist, mit den folgenden Schritten: - Bereitstellen des Blitzschutzwerkstoffes sowie des Faserverbundwerkstoffes; - Ablegen des Fasermaterials (14, 18) des Faserverbundwerkstoffes und des Blitzschutzwerkstoffes in ein Formwerkzeug zur Bildung einer Faserpreform mit integriertem Blitzschutzwerkstoff; und - Herstellen des Faserverbundbauteils aus der Faserpreform mit dem integrierten Blitzschutzwerkstoff durch Konsolidieren des das Fasermaterial (14) einbettenden Matrixmaterials; dadurch gekennzeichnet, dass - ein Blitzschutzwerkstoff bereitgestellt wird, der ein Kohlenstoff-Fasermaterial (18) mit einer Vielzahl von Kohlenstofffasern aufweist, wobei die Kohlenstofffasern eine elektrische Leitfähigkeit von mehr als 1 x 105 S/m haben.A method for producing a fiber composite component from a fiber composite material with an integrated lightning protection from a lightning protection material, the fiber composite material having at least one fiber material (14) and a matrix material embedding the fiber material (14), with the following steps: providing the lightning protection material and the fiber composite material; - Depositing the fiber material (14, 18), the fiber composite material and the lightning protection material in a molding tool to form a fiber preform with an integrated lightning protection material; and - producing the fiber composite component from the fiber preform with the integrated lightning protection material by consolidating the matrix material embedding the fiber material (14); characterized in that a lightning protection material is provided which has a carbon fiber material (18) with a multiplicity of carbon fibers, the carbon fibers having an electrical conductivity of more than 1 × 10 5 S / m. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Blitzschutzwerkstoff mit einem Kohlenstoff-Fasermaterial (18) bereitgestellt wird, bei dem die Kohlenstofffasern einen sub-mikrometer Durchmesser aufweisen und/oder bei dem die Kohlenstofffasern eine elektrische Leitfähigkeit von mindestens 1 x 106 S/m, vorzugsweise mindestens 1 x 107 S/m, besonders vorzugsweise mindestens 1 × 108 S/m haben.Procedure according to Claim 1 , characterized in that a lightning protection material is provided with a carbon fiber material (18) in which the carbon fibers have a sub-micrometer diameter and / or in which the carbon fibers have an electrical conductivity of at least 1 x 10 6 S / m, preferably at least 1 × 10 7 S / m, particularly preferably at least 1 × 10 8 S / m. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Blitzschutzwerkstoff mit einem Kohlenstoff-Fasermaterial (18) bereitgestellt wird, bei dem die Kohlenstofffasern keine leitfähige Metallbeschichtung, keine leitfähigen metallenen Partikel, insbesondere Nanopartikel, und/oder keine leitfähigen Metalle aufweisen.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that a lightning protection material is provided with a carbon fiber material (18) in which the carbon fibers have no conductive metal coating, no conductive metal particles, in particular nanoparticles, and / or no conductive metals. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fasermaterial (14) des Faserverbundwerkstoffes sowie das Kohlenstoff-Fasermaterial (18) des Blitzschutzwerkstoffes automatisiert mittels einer robotergestützten Faserlegeanlage auf das Formwerkzeug abgelegt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the fiber material (14) of the fiber composite material and the carbon fiber material (18) of the lightning protection material are automatically deposited on the molding tool by means of a robot-assisted fiber laying system. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserverbundbauteil ein Innenbereich von einem durch die natürliche Umgebung gebildeten Außenbereich trennt, wobei das Fasermaterial (14) des Faserverbundwerkstoffes und das Kohlenstoff-Fasermaterial (18) des Blitzschutzwerkstoffes derart in das Formwerkzeug abgelegt werden, dass das Kohlenstoff-Fasermaterial (18) des Blitzschutzwerkstoffes eine dem Außenbereich zugewandte Außenseite bildet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the fiber composite component separates an interior area from an exterior area formed by the natural environment, the fiber material (14) of the fiber composite material and the carbon fiber material (18) of the lightning protection material being placed in the molding tool in such a way that that the carbon fiber material (18) of the lightning protection material forms an outside facing the outside area. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Matrixmaterial des Faserverbundwerkstoffes nach der Herstellung der Faserpreform in das Fasermaterial (14) des Faserverbundwerkstoffes und in das Kohlenstoff-Fasermaterial (18) des Blitzschutzwerkstoffes infundiert wird oder dass ein mit dem Matrixmaterial vorimprägniertes Fasermaterial (14) des Faserverbundwerkstoffes und ein mit einem Matrixmaterial vorimprägniertes Kohlenstoff-Fasermaterial (18) des Blitzschutzwerkstoffes bereitgestellt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the matrix material of the fiber composite material is infused into the fiber material (14) of the fiber composite material and into the carbon fiber material (18) of the lightning protection material after the production of the fiber preform or that a fiber material pre-impregnated with the matrix material ( 14) of the fiber composite material and a carbon fiber material (18) of the lightning protection material pre-impregnated with a matrix material is provided. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Faserverbundwerkstoff bereitgestellt wird, der ein Glasfasermaterial oder ein Kohlenstofffasermaterial als Fasermaterial (14, 18) enthält.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a fiber composite material is provided which contains a glass fiber material or a carbon fiber material as the fiber material (14, 18). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Faserverbundwerkstoff bereitgestellt wird, bei dem die Fasern des Fasermaterials (14) eine elektrische Leitfähigkeit von maximal 1 x 105 S/m haben.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a fiber composite material is provided in which the fibers of the fiber material (14) have an electrical conductivity of at most 1 x 10 5 S / m. Faserverbundbauteil aus einem Faserverbundwerkstoff mit einem integrierten Blitzschutz aus einem Blitzschutzwerkstoff erhältlich nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.Fiber composite component made of a fiber composite material with an integrated lightning protection made of a lightning protection material obtainable by the method according to one of the Claims 1 to 8th . Faserverbundbauteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserverbundbauteil zumindest Teil einer Hülle oder eines Rumpfes eines Fahrzeuges, insbesondere eines Luftfahrzeuges, ist.Fiber composite component according to Claim 9 , characterized in that the fiber composite component is at least part of a shell or a fuselage of a vehicle, in particular an aircraft. Verwendung eines Kohlenstoff-Fasermaterials (18) mit einer Vielzahl von Kohlenstofffasern, die eine elektrische Leitfähigkeit von mehr als 1 × 105 S/m aufweisen, als Blitzschutzwerkstoff für Faserverbundbauteile, die aus einem Faserverbundwerkstoff aufweisend ein Fasermaterial (14) und ein das Fasermaterial (14) einbettendes Matrixmaterial gebildet sind oder werden.Use of a carbon fiber material (18) with a large number of carbon fibers, which have an electrical conductivity of more than 1 × 10 5 S / m, as lightning protection material for fiber composite components, which are made of a fiber composite material comprising a fiber material (14) and a fiber material ( 14) embedding matrix material is or will be formed. Verwendung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenstofffasern des verwendeten Kohlenstoff-Fasermaterials (18) eine elektrische Leitfähigkeit von mindestens 1 x 106 S/m, vorzugsweise mindestens 1 x 107 S/m, besonders vorzugsweise mindestens 1 x 108 S/m haben.Use after Claim 11 , characterized in that the carbon fibers of the carbon fiber material (18) used have an electrical conductivity of at least 1 x 10 6 S / m, preferably at least 1 x 10 7 S / m, particularly preferably at least 1 x 10 8 S / m. Verwendung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlenstoff-Fasermaterial (18) zur Herstellung eines Faserverbundbauteils gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10 verwendet wird.Use after Claim 11 or 12th , characterized in that the carbon fiber material (18) for producing a Fiber composite component according to one of the Claims 9 or 10 is used.
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