DE102020108240A1

DE102020108240A1 - Verfahren zur Herstellung einer Prüfklebung sowie Bauteil und Vakuumaufbau hierzu

Info

Publication number: DE102020108240A1
Application number: DE102020108240.1A
Authority: DE
Inventors: Lennert Heilmann
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2020-03-25
Filing date: 2020-03-25
Publication date: 2021-09-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Prüfklebung mittels eines Vakuumaufbaus mit den Schritten:- Anordnen mindestens eines flächigen Prüftextils auf einer Fügeoberfläche eines Substrates unter einer Vakuumabdeckung zu Bildung eines Vakuumaufbaus,- Evakuieren des mindestens einen flächigen Prüftextils mittels einer Vakuumpumpe,- wobei vor, während und/oder nach dem Evakuieren des mindestens einen flächigen Prüftextils ein Klebstoff in das flächige Prüftextil eingebracht wird, und- Aushärten des Klebstoffes, um unter Bildung einer Klebschicht das mindestens eine Prüftextil mit der Fügeoberfläche des Substrats zu verkleben und die Prüfklebung herzustellen, wobei unter dem Vakuumaufbau zwischen dem mindestens einen Prüftextil und der Vakuumabdeckung- wenigstens ein Aufnahmeelement angeordnet wird, das durch Ausbildung mindestens einer Kavität überschüssigen Klebstoff während und/oder nach dem Einbringen des Klebstoffes in das flächige Prüftextil aufnimmt, und/oder- mindestens ein offenporiges Abstandstextil angeordnet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Prüfklebung mittels eines Vakuumaufbaus. Die Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zur Überprüfung einer Fügeoberfläche eines Substrates sowie ein Verfahren zum Applizieren eines Werkstoffes auf ein Substrat.
Die Erfindung betrifft ebenso ein Bauteil sowie einen Vakuumaufbau erhältlich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Aufgrund ihrer gewichtsspezifischen Festigkeit und Steifigkeit sind Faserverbundwerkstoffe bei der Herstellung von jedweden Bauteilen kaum mehr wegzudenken. Faserverbundwerkstoffe bestehen dabei hauptsächlich aus zwei wesentlichen Bestandteilen, nämlich ein Fasermaterial und ein das Fasermaterial einbettendes Matrixmaterial. Darüber hinaus können auch noch weitere zusätzliche Bestandteile vorhanden sein. Bei der Herstellung von Faserverbundbauteilen aus einem Faserverbundwerkstoff wird dabei in der Regel das Fasermaterial in die entsprechende spätere Bauteilform gebracht und dann das in das Fasermaterial infundierte Matrixmaterial ausgehärtet bzw. konsolidiert. Das Aushärten bzw. Konsolidieren erfolgt je nach Matrixmaterial unterschiedlich und in den allermeisten Fällen durch Temperatur- und ggf. Druckbeaufschlagung. Durch das Aushärten werden die lasttragenden Fasern des Fasermaterials in ihre vorbestimmte Richtung gezwungen und bilden dabei zusammen mit dem ausgehärteten Matrixmaterial eine integrale Einheit zur Lastabtragung.
Leider weisen Faserverbundbauteile bei der Herstellung einige Nachteile gegenüber isotropen Werkstoffen auf, da die Bauteilform eines Faserverbundbauteils in der Regel durch entsprechende Formwerkzeuge gebildet wird, die eine Art Negativabdruck der späteren Bauteilform darstellen. Daher werden nicht selten komplexe Faserverbundbauteile aus verschiedenen Bauelementen, die entweder aus Faserverbundwerkstoffen hergestellt wurden oder aus anderen Werkstoffen zusammengesetzt werden (Faserverbund-Hybridbauteile), miteinander verklebt, um die komplexe Geometrie herstellen zu können.
Auch die Reparatur von Faserverbundbauteilen kann bei lokalen Beschädigungen durch Kleben von Reparaturpatches erfolgen, indem zunächst an der beschädigten Stelle das Fasermaterial und Matrixmaterial des Faserverbundwerkstoffes entfernt und so die beschädigte Stelle vorbereitet wird und anschließend dann ein Reparaturpatch eingeklebt wird, welches in den entstandenen Freiraum eingeklebt wird und diesen so wieder ausfüllt.
Ein derartiges Kleben, bei dem mindestens einer der Fügepartner ein Faserverbundbauteil aus einem Faserverbundwerkstoff ist, ist dabei nicht ganz unkritisch hinsichtlich der Zertifizierung und Validierung. So müssen gerade im Bereich der Luft- und Raumfahrt hohe Maßstäbe an eine derartige Klebverbindung gestellt werden, um insbesondere auch bei sicherheitskritischen Bauteilen den Anforderungen an die Sicherheit zu genügen. Die besondere Herausforderung besteht dabei darin, dass eine zerstörungsfreie Prüfung von Klebungen bzw. Klebverbindungen nur eingeschränkt möglich ist. Derzeit existiert kein zerstörungsfreies Prüfverfahren, mit welchem die Verbindungsfestigkeit von Klebungen nachgewiesen werden kann.
Aufgrund dessen und in der Vergangenheit aufgetretener Schadensfälle schreiben die Zertifizierungsbehörden für das strukturelle Kleben in der Luftfahrt besondere Regelungen vor. So ist nach EASA AMC 20-29 bzw. FAA AC 20-107b derzeit eine sicherheitsrelevante Klebung nur dann zulässig, wenn

a) Ein mögliches Versagen der Klebung durch konstruktive Maßnahmen auf eine unkritische Größe beschränkt wird (typischerweise durch alternative Lastpfade oder Redundanz in der Konstruktion, bspw. durch zusätzliche Nieten),
b) Jede einzelne geklebte Verbindung mit der in der Konstruktion veranschlagten kritischen Höchstbelastung belastet wird, um die Festigkeit der Verbindung zu validieren, oder
c) Ein reproduzierbares und zuverlässiges zerstörungsfreies Prüfverfahren angewendet wird, mit dem die Festigkeit jeder einzelnen Klebung sichergestellt werden kann.

Ein weiterer wesentlicher Nachteil bei der Reparatur von Faserverbundbauteilen mittels Klebung besteht darin, dass die zu reparierende Struktur bereits im Betrieb war und dabei mit Medien in Kontakt gekommen sein kann, welche die Ausbildung der Adhäsionskräfte beim Kleben negativ beeinflussen. Daher werden geklebte Reparaturen (ohne zusätzliche Applikation von Nieten) derzeit nicht durchgeführt, sofern ein Versagen der Reparatur kritisch für die Sicherheit des Luftfahrzeuges ist. Um geklebte Reparaturen dennoch in Einklang mit den Zulassungsbehörden durchzuführen, wird intensiv an Möglichkeiten zur Validierung einer erfolgten Reparatur geforscht.
Aus der US 7,736,452 B2 ist ein Verfahren zum zerstörungsfreien Überprüfen einer Klebeverbindung bei der Reparatur von Faserverbundbauteilen bekannt, wobei hier die Überprüfung der Klebverbindung indirekt erfolgt. Die beschädigte Stelle an dem Faserverbundbauteil wird in einem ersten Schritt repariert und ein entsprechendes eingeklebtes Reparaturpatch verwendet. Anschließend wird in der näheren Umgebung der reparierten Stelle ein Testpatch, welches die gleichen Eigenschaften und das gleiche Material aufweist wie das Reparaturpatch, aufgeklebt und nach dem Aushärten der Klebverbindung mit einer entsprechenden Kraft belastet. Hält der Testpatch der derart aufgebrachten Kraft stand, so wird von der Haltbarkeit der reparierten Stelle ausgegangen.
Aus der US 2008/0011075 A1 ist ein Verfahren zur Qualitätskontrolle eines Faserverbundbauteils und einer möglichen Klebverbindung bekannt, wobei hier eine metallische Struktur auf die Oberfläche des Faserverbundbauteils aufgeklebt wird. Die metallische Struktur weist dabei eine Sollbruchstelle auf. Nach dem Aushärten der Klebverbindung wird die metallische Struktur nun mit einer Kraft beaufschlagt. Bricht die Sollbruchstelle, so ist die Klebverbindung mit der Oberfläche des Faserverbundbauteils wirksam. Bricht anstelle der Sollbruchstelle doch die Klebverbindung, so war diese nicht fehlerfrei.
Aus der DE 10 2017 113 430 A1 ist ein Verfahren zum Prüfen einer Fügeoberfläche eines Faserverbundbauteils sowie ein Verfahren zum Verkleben bekannt, indem ein Prüfgewebe mit einer Klebstoffgrundierung auf das Faserverbundbauteil aufgeklebt und ausgehärtet und anschließend abgerissen wird, wobei die Fügeoberfläche qualitativ hinsichtlich des Bruchbildes analysiert wird. Außerdem lässt sich auch ein derartiges Bruchbild, das durch die Klebstoffgrundierung gebildet wurde, durch Auftragen eines Klebwerkstoffes und Fügen mit einem weiteren Bauteil eine Klebverbindung herstellen.
Des Weiteren werden oftmals solche Faserverbundbauteile auch durch Lackierungen und Beschichtungen veredelt, so dass derartige Werkstoffe, die auf ein solches fertig hergestelltes Faserverbundbauteil appliziert werden, prozesssicher aufgebracht und auf der Oberfläche eines solchen Faserverbundbauteils sicher halten müssen. Dabei besteht grundsätzlich das Bedürfnis, dass derartige Beschichtungen auch unter gegebenen Stressbedingungen sicher an der Oberfläche des Faserverbundbauteils haften.
Aus der DE 10 2018 111 306 A1 ist hierfür ein Verfahren zum Applizieren eines Werkstoffes auf ein Faserverbundbauteil bekannt, bei dem ein Monofilamentgewebe auf das Faserverbundbauteil aufgebracht und verklebt wird, wobei anschließend nach dem Aushärten des Klebstoffes das Monofilamentgewebe abgerissen wird. Anschließend kann auf die Bruchstelle an dem Faserverbundbauteil der gewünschte Werkstoff appliziert werden.
Die Herstellung derartiger Prüfklebungen, bei denen ein Abreißgewebe mittels eines Klebstoffes unter Bildung einer Klebschicht an einem Substrat verklebt wird, bedarf besonderen Fachwissens und erfordert für unterschiedliche Arten von Klebstoffen spezielle Herstellungstechniken. So muss das Abreißgewebe vollständig getränkt sein, um Porositäten im Klebstoff zu vermeiden. Des Weiteren muss die Klebschichtdicke der Klebschicht des Klebstoffs gleichmäßig sein und insbesondere einer vorgegebenen bzw. vordefinierten Klebschichtdicke entsprechen. Nur so kann eine reproduzierbare Überprüfung und Vorbereitung der Fügeoberfläche des Substrates mittels der Prüfklebung erreicht werden. Schließlich sollte bei vorausgehärteten Substrate das Prüfgewebe an der Fügeoberfläche des Substrates anliegen.
Es hat sich gezeigt, dass eine nicht vollständige Tränkung des Prüfgewebes mit Klebstoff zu Porenbildungen an der Grenzfläche zum Substrat kommen kann, wobei vorhandene Poren innerhalb der Klebschicht beim Abreißen des Prüfgewebes zu einer Verfälschung des Meßergebnisses (falsche Messwerte, fehlerhafte Detektion von Defekten) sowie zu einer unzureichenden Vorbereitung der Fügeoberfläche (mangelnde Klebbarkeit) führen können.
Auch die Dicke der Klebschicht, insbesondere über dem Gewebe, hat einen Einfluss auf die Messergebnisse und die Fähigkeit, Klebdefekte zu detektieren. Bei ansonsten unveränderten Parametern führt eine dicke Klebschicht zu einer höheren Schälkraft. Eine zu starke Klebschicht führt jedoch zum Einreißen des Prüfgewebes während des Schälvorgangs und kann insbesondere bei Faserverbundsubstraten und auch zu einer ungewollten Beschädigung des Substrates führen. Eine zu geringe Klebschichtdicke hingegen kann insbesondere bei groben Maschengewebe ab einer Maschenweite von ca. 100 µm zu einem unzulässigen Bruchvorgang führen. Hierbei führt der Riss teilweise an die Oberfläche der Klebschicht, sodass die Klebschicht nicht vollständig aufgebrochen wird. Dies führt zu einer verfälschten Messung der Schälkraft und zur Nichtdetektion von Klebefehlern. Weiterhin kann eine qualitative Überklebbarkeit der nicht gebrochenen Bereiche der Prüfklebung nicht gewährleistet werden.
Schließlich ist es insbesondere bei der Überprüfung der Fügeoberfläche wünschenswert, dass das Prüfgewebe an der Oberfläche des Substrates anliegt. Sofern ein Abstand zwischen Prüfgewebe und der Oberfläche des Substrates vorhanden ist, kann die Genauigkeit des Prüfergebnisses herabgesetzt sein. Insbesondere bei Fügeoberfläche mit komplexer Geometrie (z.B. mehrfach gekrümmte Oberflächen oder gestufte Oberflächen) kann dies insbesondere unter Anwendung einfacher/konventioneller Vakuumaufbauten nicht immer gewährleistet werden.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Prüfklebung anzugeben, mit der ein prozesssicheres Überprüfen und Vorbereiten der Fügeoberfläche eines Substrates auch bei komplexen Geometrie der Fügeoberfläche möglich wird.
Die Aufgabe wird mit dem Verfahren zur Herstellung einer Prüfklebung mittels eines Vakuumaufbaus gemäß Patentanspruch 1 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den entsprechenden Unteransprüchen.
Gemäß Patentanspruch 1 wird ein Verfahren zur Herstellung einer Prüfklebung mittels eines Vakuumaufbaus vorgeschlagen, wobei zunächst mindestens ein flächiges Prüftextil (Prüfgewebe) auf eine Fügeoberfläche eines Substrates unter einer Vakuumabdeckung (beispielsweise eine Vakuumfolie) zur Bildung eines Vakuumaufbaus angeordnet wird. Eine solche Anordnung entspricht dem grundsätzlichen Aufbau eines Vakuumaufbaus, wie er zur Herstellung von Faserverbundbauteilen im Vakuum-Infusionsverfahren Anwendung findet. Die Vakuumabdeckung wird dabei gegenüber dem Substrat und/oder gegenüber einem Werkzeug, auf dem das Substrat angeordnet ist, abgedichtet, sodass das flächige Prüftextil und die Fügeoberfläche des Substrates unter dem Vakuumaufbau liegen.
Mittels einer Vakuumpumpe wird das flächige Prüftextil unter dem Vakuumaufbau evakuiert, um so einer möglichen Porenbildung vorzubeugen.
Vor, während und/oder nach dem Evakuieren des mindestens einen flächigen Prüftextils wird ein Klebstoff in das flächige Prüftextil eingebracht, der nach dem Aushärten bzw. Konsolidieren das flächige Prüftextil mit der Fügeoberfläche des Substrates verkleben und eine entsprechende Klebschicht ausbilden soll. Hierunter wird insbesondere verstanden, dass das flächige Prüftextil mit dem Klebstoff vorzugsweise vollständig getränkt ist.
Der Klebstoff (von einem Matrixmaterial verschieden oder gleichbedeutend) kann dabei beim Aufbau des Vakuumaufbaus bereits in dem Prüftextil enthalten sein, beim Aufbau bzw. der Herstellung des Vakuumaufbaus in diesen als zusätzliches Element mit eingebracht oder nach Erstellung des Vakuumaufbaus im Infusionsverfahren in das Prüftextil eingebracht werden, wie später im Detail noch gezeigt wird. Demzufolge wird der Klebstoff bereits bei der Erstellung des Vakuumaufbaus im oder am flächigen Prüftextil angeordnet und befindet sich nach dem Abdichten bereits unter dem Vakuumaufbau oder er wird nachträglich in das flächige Prüftextil von einer Bevorratung außerhalb des Vakuumaufbaus infundiert.
Nachdem der Vakuumaufbau erstellt, das flächige Prüftextil evakuiert und der Klebstoff in das flächige Prüftextil eingebracht ist, wird der Klebstoff ausgehärtet bzw. konsolidiert, um unter Bildung einer Klebschicht das mindestens eine Prüftextil mit der Fügeoberfläche des Substrats zu verkleben und die Prüfklebung herzustellen. Das Aushärten bzw. Konsolidieren des Klebstoffes erfolgt dabei gemäß den Parametern des verwendeten Werkstoffes.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass unter dem Vakuumaufbau zwischen dem mindestens einen Prüftextil und der Vakuumabdeckung wenigstens ein Aufnahmeelement angeordnet wird, das durch Ausbildung mindestens einer Kavität überschüssigen Klebstoff während und/oder nach dem Einbringen des Klebstoffes in das flächige Prüftextil aufnimmt.
Alternativ oder zusätzlich ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass unter dem Vakuumaufbau zwischen dem mindestens einen Prüftextil und der Vakuumabdeckung mindestens ein offenporiges Abstandstextil angeordnet wird, um eine definierte Klebschichtdicke insbesondere oberhalb des Prüftextils zu erzeugen.
Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass eine solche Prüfklebung mittels eines Vakuumaufbaus mit einer definierten Klebschichtdicke erzeugt werden kann, indem zwischen dem Prüftextil und der Vakuumabdeckung durch Aufnahmeelemente Kavitäten gebildet werden, die überschüssigen Klebstoff aufnehmen. Der aufgenommene überschüssige Klebstoff in den Kavitäten kann nach dem Aushärten des Klebstoffes durch Entfernen der Aufnahmeelemente oder der Kavitäten von der hergestellten Prüfklebung entfernt werden, sodass lediglich das Substrat mit dem fest angeklebten flächigen Prüftextil mit einer definierten Klebschichtdicke verbleibt.
Demzufolge ist es vorteilhaft, wenn nach dem Aushärten des Klebstoffes das mindestens eine Aufnahmeelement und/oder die mindestens eine mit dem ausgehärteten, überschüssigen Klebstoff gefüllte Kavität von der Prüfklebung entfernt wird. Es verbleibt dann das Substrat mit dem durch den ausgehärteten Klebstoff angeklebten Prüftextil sowie ggf. weiterer Hilfsstoffe, wie später noch gezeigt wird, ohne jedoch das Aufnahmeelement und/oder den überschüssigen Klebstoff in der mindestens einen Kavität.
Dies ist insoweit deshalb überraschend, da bei einem Vakuumaufbau und der Evakuierung grundsätzlich ein Druck von außen auf den Vakuumaufbau wirkt, der einer Aufnahme von überschüssigem Klebstoff in die Kavitäten entgegenwirkt. Es hat sich dennoch gezeigt, dass trotz des von außen wirkenden Druckes auf den Vakuumaufbau überschüssiger Klebstoff in die Kavitäten gedrückt wird und somit eine definierte Klebschichtdicke erreicht werden kann.
Auch gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass vor, während und/oder nach dem Aushärten des Klebstoffes der Vakuumaufbau temperiert und/oder mit einem Druck, insbesondere einem Autoklavdruck, beaufschlagt wird. Mithilfe der Temperierung des Vakuumaufbaus soll insbesondere der Aushärteprozess des Klebstoffes in Gang gesetzt werden, um so die Klebschicht zu bilden. Des Weiteren kann mithilfe der Temperierung erreicht werden, dass der Klebstoff niedrigviskos wird, sodass der Klebstoff bei einer getrennten Bereitstellung des Prüftextils und des Klebstoffes in diesen eindringen und das Prüftextil damit tränken kann. Durch den von außen wirkende Druck und die damit einhergehende Kontaktierung des Vakuumaufbaus wird der Prozess weiter unterstützt.
Es hat sich gezeigt, dass durch das Evakuieren des flächigen Prüftextils, der Temperierung sowie der Druckbeaufschlagung des Vakuumaufbaus von außen eine prozesssichere Tränkung des flächigen Prüftextils mit dem Klebstoff erreicht werden kann, ohne dass es zu Lufteinschlüssen und Porenbildung in der Klebschicht kommt. Durch das Aufnahmeelement und die Bildung der Kavitäten kann dabei überschüssiger Klebstoff aus der gewünschten Klebschicht entweichen, wodurch eine definierte Klebschichtdicke erreicht werden kann. Diese Vorgehensweise ist insbesondere dann sinnvoll, wenn der Klebstoff und das flächige Prüftextil separat voneinander bereitgestellt und unter den Vakuumaufbau eingebracht werden.
Erfindungsgemäß ist des Weiteren vorgesehen, dass zwischen dem Prüftextil und dem wenigstens einen Aufnahmeelement mindestens ein offenporiges Abstandstextil angeordnet wird. Vorzugsweise wird das mindestens eine Abstandstextil direkt auf das flächige Prüftextil angeordnet bzw. aufgelegt oder dass mindestens eine Abstandstextil kontaktiert das flächige Prüftextil direkt, nachdem der Klebstoff in das flächige Prüftextil eingebracht wurde. Durch die definierte Dicke des Abstandstextil sowie die Anzahl der Abstandstextilen kann eine definierte Klebschichtdicke über dem flächigen Prüftextil definiert werden sowie eine definierte Klebschichtdicke insgesamt. Die Anordnung eines Abstandstextils ohne saugfähiges Aufnahmeelement bzw. Kavitätenbildung ist insbesondere vorteilhaft beim Vakuum-Infusionsverfahren, um eine definierte Klebschichtdicke zu erzeugen. Dabei kann auch zusätzlich das Abstandstextil durch die Vakuumpumpe evakuiert werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Substrat bereitgestellt wird, das ein Fasermaterial eines Faserverbundwerkstoffes aufweist oder enthält, wobei das Fasermaterial trocken oder vorimprägniert (sogenannte Prepregs) ist. Das Substrat kann auch so bereitgestellt werden, dass es ein Matrixmaterial eines Faserverbundwerkstoffes aufweist oder enthält, wobei das Matrixmaterial konsolidiert, teilkonsolidiert oder nicht-konsolidiert ist. Das Substrat kann auch so bereitgestellt werden, dass ist formfest oder flexibel ist.
So ist es beispielsweise sinnvoll, wenn im Falle einer nachträglichen Infusion des flächigen Prüftextils mit dem gewünschten Klebstoff (beispielsweise ein Matrixmaterial eines Faserverbundwerkstoffes) das Substrat konsolidiert bzw. teilkonsolidiert vorliegt.
Das Substrat kann aber auch aus einem anderen Werkstoff als einem Faserverbundwerkstoff gebildet sein, bspw. metallische oder beschichtete Substrate. Letztlich sind alle Festkörper denkbar wie bspw. Metalle, Metalllegierungen, Polymere, Holz, Glas, Keramik, etc. Die Substratoberfläche kann plan/eben sein oder komplexe Geometrien aufweisen, wie bspw. gekrümmt oder gestuft.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Klebstoff in das flächige Prüftextil eingebracht wird, indem ein flächiges Prüftextil bereitgestellt wird, welches bereits mit dem Klebstoff vorimprägniert ist, sodass das flächige Prüftextil und der Klebstoff zusammen auf der Fügeoberfläche des Substrates angeordnet werden. In dieser Ausführungsform enthält das flächige Prüftextil bereits den Klebstoff für die Klebschicht, sodass beide Werkstoffe zusammen und in einem gemeinsamen Prozessschritt unter dem Vakuumaufbau angeordnet werden.
Alternativ oder zusätzlich kann aber auch vorgesehen sein, dass der Klebstoff in das evakuierte flächige Prüftextil infundiert wird. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass von einer Klebstoffbevorratung, die sich außerhalb des Vakuumaufbaus befindet (also nicht unter der Vakuumabdeckung bzw. unter dem Vakuumaufbau vorhanden ist) der Klebstoff unter die Vakuumabdeckung bzw. unter den Vakuumaufbau geführt wird und dabei das flächige Prüftextil infundiert, welches zuvor evakuiert wurde.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Klebstoff in das flächige Prüftextil eingebracht wird, indem der Klebstoff unter die Vakuumabdeckung auf die Fügeoberfläche des Substrates aufgebracht und anschließend das textile Prüftextil auf dem aufgebrachten Klebstoff angeordnet wird, und/oder auf das textile Prüftextil aufgebracht wird, das zuvor auf die Fügeoberfläche des Substrates aufgebracht wurde, wobei der unter die Vakuumabdeckung eingebrachte Klebstoff vor, während und/oder nach dem Evakuieren des mindestens einen flächigen Prüftextils in dieses infundiert wird.
Hier kann es vorteilhaft sein, wenn der Klebstoff in Form eines Filmklebstoffes ober- oder unterhalb des flächigen Prüftextils angeordnet wird, wobei in Bezug auf das flächige Prüftextil das Substrat unterhalb des flächigen Prüftextils vorliegt. Insbesondere in Kombination mit einer Temperierung und Druckbeaufschlagung sowie der Evakuierung des flächigen Prüftextils wird der durch die Temperierung niedrigviskose Klebstoff in das flächige Prüftextil gedrückt, um das flächige Prüftextil zu tränken.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass zwischen dem Prüftextil und dem wenigstens einen Aufnahmeelement eine perforierte bzw. gelochte Trennfolie angeordnet wird. Hierdurch kann erreicht werden, dass nach dem Aushärten des Klebstoffes mithilfe der perforierte Trennfolie das mindestens eine Aufnahmeelement und/oder die mindestens eine mit dem überschüssigen Klebstoff gefüllte Kavität von der Prüfklebung entfernt werden kann, um so eine Prüfklebung mit einer definierten Klebschichtdicke zu erreichen.
Demnach ist es ganz besonders vorteilhaft, wenn nach dem Aushärten des Klebstoffes das mindestens eine Aufnahmeelement und/oder die mindestens eine mit dem überschüssigen Klebstoff gefüllte Kavität durch Abziehen der perforierten Trennfolie von der Prüfklebung entfernt wird bzw. mithilfe der perforierten Trennfolie von der Prüfklebung abgezogen wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass als Aufnahmeelement ein Saugtextil oder ein Saugvlies unter dem Vakuumaufbau angeordnet wird. So ist es denkbar, dass oberhalb des flächigen Prüftextils zunächst gegebenenfalls mindestens ein Abstandstextil und dann eine perforierte Trennfolie angeordnet werden, auf die anschließend das Saugtextil bzw. das Saugvlies angeordnet wird. Überschüssiger Klebstoff wird dann gegebenenfalls durch das Abstandstextil und durch die perforierte Trennfolie in das Saugtextil bzw. Saugvlies gedrückt, sodass der überschüssige Klebstoff in die durch das Saugtextil bzw. Saugvlies gebildete Kavität bzw. Kavitäten aufgenommen wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass als Aufnahmeelement ein flexibles Flächenelement mit einer undurchlässigen Trennschicht derart angeordnet wird, dass die undurchlässige Trennschicht in Richtung Substrat ausgerichtet ist, wobei das flexible Flächenelement erste Bereiche mit einer ersten Materialdichte und wenigstens zweite Bereiche mit einer von der ersten Materialdichte geringeren zweiten Materialdichte hat, so dass im Bereich der zweiten Bereiche der überschüssige Klebstoff durch Ausbildung von Kavitäten aufgenommen wird.
Bei dieser Ausführungsform wird die Kavität bzw. werden die Kavitäten erst dann gebildet, wenn der überschüssige Klebstoff aus dem flächigen Prüftextil heraustritt. In den Bereichen mit der ersten Materialdichte (hohe Materialdichte) drückt das flexible Flächenelement auf das Prüftextil (direkt oder mittelbar). In den Bereichen mit der zweiten Materialdichte (niedrige Materialdichte) gibt das flexible Flächenelement dem Druck des überschüssigen Klebstoffes nach und bildet Kavitäten, die sofort durch den überschüssigen Klebstoff gefüllt werden.
Hierbei ist es denkbar, dass auf das flächige Prüftextil ein Abstandstextil und dann das flexible Flächenelement mit einer undurchlässigen Trennschicht angeordnet wird, wobei zwischen dem flächigen Prüftextil und dem Abstandstextil je nach Art der Infusion des flächigen Prüftextils beispielsweise ein Filmklebstoff eingebracht werden kann. Nach dem Aushärten des Klebstoffes wird dann mittels der undurchlässigen Trennschicht das flexible Flächenelement durch Abziehen der undurchlässigen Trennschicht von der Prüfklebung entfernt. So entsteht eine leicht wellige Klebstoffoberfläche, wobei die mittlere Dicke der Klebschicht über dem Prüftextil durch die Menge ein Klebstoff und die Dicke aller Abstandstextil definiert ist.
Gegebenenfalls kann vorgesehen sein, dass über einem Abstandstextil eine zusätzliche perforierte Trennfolie angeordnet wird, um so auch die mit dem überschüssigen Klebstoff gefüllten Kavitäten mit von der Prüfklebung entfernt werden. Dann entsteht eine glatte Oberfläche.
Gemäß einer Ausführungsform hierzu kann vorgesehen sein, dass das flexible Flächenelement ein Vlies oder Abreißtextil ist, welches die vorgeschriebenen ersten Bereiche und zweiten Bereiche aufweist.
Das flexible Flächenelement kann dabei auch so ausgebildet sein, dass die zweiten Bereiche mit der geringeren Materialdichte Löcher, Poren und/oder Perforationen aufweisen, so dass sich dort kein Material des flexiblen Flächenelementes befindet. Das flexible Flächenelement kann dabei ein durchgängiges flächiges Material oder ein unterbrochenes Material sein, wie bspw. ein Netz, Maschengewebe oder Gestrick, Gewirk, Streckmetall oder eine Lochfolie bzw. Lochblech. Der überschüssige Klebstoff wird dann in die Poren gedrückt, infundiert das flexible Flächenelement jedoch nicht, das sich die undurchlässige Trennschicht dazwischen befindet.
Die Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zur Überprüfung einer Fügeoberfläche eines Substrates, wobei eine Prüfklebung mit dem zu überprüfenden Substrat mit dem Verfahren wie vorstehend beschrieben hergestellt wird, wobei anschließend das flächigen Prüftextil nach dem zumindest teilweisen Aushärten des Klebstoffs von dem Substrat abgezogen wird und die Fügeoberfläche durch eine qualitative Bewertung des Bruchbildes und/oder durch eine quantitative Bewertung der beim Abziehen des flächigen Prüftextils ermittelten Abziehkraft überprüft wird.
Die Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zum Applizieren eines Werkstoffes auf ein Substrat, wobei eine Prüfklebung mit dem zu überprüfenden Substrat mit dem Verfahren wie vorstehend beschrieben hergestellt wird, wobei anschließend das flächigen Prüftextil nach dem zumindest teilweisen Aushärten des Klebstoffs von dem Substrat abgezogen wird und ein Werkstoff auf die Fügeoberfläche nach dem Abrei-ßen des flächigen Prüftextils appliziert wird.
Die Erfindung betrifft ebenso ein Bauteil mit einer Prüfklebung aufweisend wenigstens ein Substrat, ein Prüftextil und eine Klebschicht erhältlich nach dem Verfahren wie vorstehend beschrieben.
Die Erfindung betrifft ebenso einen Vakuumaufbau zur Herstellung eines Bauteils mit einer Prüfklebung aufweisend wenigstens ein Substrat, ein Prüftextil und eine Klebschicht erhältlich nach dem Verfahren wie vorstehend beschrieben.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

1 Prinzip der Schälprüfung nach dem Stand der Technik;
2 Vakuumaufbau für Filmklebstoffe in einer ersten Ausführungsform;
3 Vakuumaufbau für Filmklebstoffes in einer zweiten Ausführungsform;
4 Detaildarstellung des Verfahrens gemäß 3 mit Klebstoff in den Kavitäten;
5 Vakuumaufbau für das Tränkverfahren, z.B. bei der Verarbeitung pastöser Klebstoffe;
6 Detaildarstellung des Tränkverfahrens;
7 Vakuumaufbau für ein Vakuum-Infusionsverfahren;
8 Vakuumaufbau bei einem nicht-konsolidierten Substrat.

1 zeigt schematisch das Prinzip der Schälprüfung nach dem Stand der Technik, wie es beispielsweise in der DE 10 2017 113 430 A1 zu finden ist. 1 zeigt dabei einen Querschnitt durch eine Prüfklebung 10, bei der ein offenporiges Prüftextil bzw. Abreißtextil 11 mithilfe eines ausgehärteten Klebstoffes 12 auf ein Substrat 13 aufgeklebt ist. Durch Aufbringen einer Abzugskraft F wird das Prüftextil 11 abgezogen, wobei die auf dem Substrat verbleibende Bruchfläche 14 dann untersucht werden kann. Um nun eine definierte Klebschichtdicke des Klebstoffes 12 zu erreichen, werden die nun folgenden Vakuumaufbauten gemäß der vorliegenden Erfindung beispielhaft näher beschrieben.
2 zeigt schematisch einen Vakuumaufbau 20 bei dem auf ein Werkzeug 21 ein konsolidiertes, d. h. ausgehärtetes Substrat 22 unter Nutzung einer Trennfolie 23 aufgelegt wird. Auf das Substrat 22, bei dem es sich beispielsweise um ein Faserverbund-Substrat handeln kann, wird ein offenporiges Prüftextil 24 gelegt, das im Ausführungsbeispiel der 2 trocken, d. h. nicht vorimprägniert ist. Auf das Prüftextil 24 wird dann der Klebstoff 25 in Form eines Filmklebstoffes aufgelegt. Um das abrei-ßen des Prüftextils 24 für die Schälprüfung zu verbessern, kann vorgesehen sein, dass zur Bildung einer Lasche abschnittsweise eine Trennfolie 23 zwischen dem Prüftextil 24 und dem Substrat 22 eingelegt wird.
Um die Klebschichtdicke entsprechend variieren zu können, kann ein Abstandstextil 26 optional vorgesehen sein, dass oberhalb des Filmklebstoffes 25 angeordnet wird. Anschließend wird das Ganze durch eine perforierte Trennfolie 27 abgedeckt. Über die perforierte Trennfolie 27 wird dann ein Aufnahmeelement 28 in Form eines Saugtextil bzw. Saugvlies oder Abreißgewebe gelegt, welches die Kavität zur Aufnahme von überschüssigem Klebstoff bereitstellt und ausbildet.
Dieser so gebildete Aufbau wird dann durch eine weitere Trennfolie 23 abgedeckt und kann optional durch eine Druckplatte 29 ergänzt werden. Ein zusätzliches Vlies oder Abreißgewebe 30 sowie die abschließende Vakuumfolie 31 Versiegeln den Aufbau und schließen den Vakuumaufbau 20 ab.
Die Vakuumfolie 31 wird dabei mithilfe eines Dichtbandes 32 gegenüber dem Werkzeug 21 luftdicht bzw. hermetisch abgedichtet, wobei eine Vakuumverbindung 33 gebildet wird, die über ein Abreißgewebe 34 mit dem flächigen Prüftextil 24 in Wirkverbindung steht. Über diese Vakuumverbindung 33 und dem zusätzlichen Abreißgewebe 34 kann dann das flächige Prüftextil 24 evakuiert werden. Zusätzlich kann von außen ein optionaler Druck 35 auf die Vakuumfolie 31 und somit auf das flächige Prüftextil 24 ausgeübt werden.
Wird dieser so erstellte Vakuumaufbau 20 temperiert, so schmilzt der Klebstoff 25 auf und wird niedrigviskos. Da das Prüftextil 24 zuvor evakuiert wurde und gegebenenfalls von außen ein Druck 35 auf den Vakuumaufbau 20 wirkt, wird der niedrigviskose Klebstoff 25 in das Prüftextil 24 hineingedrückt und tränkt dieses dabei vollständig. Aufgrund der Evakuierung des Prüftextils 24 werden dabei insbesondere Lufteinschlüsse und Porenbildungen verhindert.
Überschüssiger Klebstoff 25 wird dabei entgegen dem von außen wirkenden Druck 35 durch das Abstandstextil 26 und durch die perforierte Trennfolie 27 in das Aufnahmeelement 28 in Form eines Saugtextils bzw. Saugvlies hineingedrückt, wodurch eine definierte Klebschichtdicke gebildet wird.
Nach dem Aushärten des Klebstoffes 25 wird zuerst mithilfe der perforierten Trennfolie 27 das saugfähige Aufnahmeelement 28 von der hergestellten Prüfklebung getrennt, indem die perforierte Trennfolie 27 durch Aufbringung einer Abziehkraft abgezogen wird. Anschließend kann die Prüfklebung von dem Werkzeug 21 entnommen werden. Durch Abziehen des Prüftextils 24 kann dann die entsprechende Schälprüfung, wie sie in 1 schematisch dargestellt ist, durchgeführt werden.
3 zeigt einen Vakuumaufbau 20 in einer leichten Abwandlung zu dem Vakuumaufbau der 2, bei dem nach dem Abstandstextil 26 ein flexibles Flächenelement 36 in Form eines Vlies angeordnet wird, das zum Abstandstextil 26 durch eine Trennfolie 23 getrennt ist.
Das flexible Flächenelement 36 ist dabei so ausgebildet, dass es erste Bereiche mit einer ersten Materialdichte und wenigstens zweite Bereiche mit einer von der ersten Materialdichte geringeren zweiten Materialdichte hat.
Wird nun das Prüftextil 24 evakuiert und mit einem zusätzlichen Druck 35 beaufschlagt, so drückt das flexible Flächenelement 36 mit den ersten Bereichen 37 mit der hohen Materialdichte auf das Prüftextil 24. Überschüssiger Klebstoff 25a wird dabei in benachbarte zweite Bereiche mit geringerer Materialdichte verdrängt. Das Ergebnis dieses Vorgangs ist dabei in 4 gezeigt.
Nach dem Aushärten des Klebstoffes 25 kann die Trennfolie 23 an den flexiblen Flächenelement 36 abgezogen werden, um die Prüfklebung freizulegen. So entsteht eine leicht wellige Klebstoffoberfläche, wobei die mittlere Dicke der Klebschicht über dem Prüftextil durch die Menge des Klebstoffs und die Dicke der Trägertextilen bzw. Abstandstextile definiert ist.
5 zeigt eine Ausführungsform, die ähnliche der 2 durch ein saugfähiges Aufnahmeelement 28 gekennzeichnet ist. Im Unterschied zur 2 wird hierbei allerdings auf das Substrat zunächst der Klebstoff 25 aufgebracht, der beispielsweise flüssig, pastös oder fest sein kann. Auch kann hier ein Filmklebstoff verwendet werden. Anschließend wird das Prüftextil 24 auf den Klebstoff 25 aufgelegt. Der restliche Aufbau entspricht im Wesentlichen dem Vakuumaufbau 20 der 2.
Durch die Evakuierung des Prüftextils 24 sowie einer Druckbeaufschlagung 35 wird das Prüftextil 24 gegen das Substrat 22 gedrückt, wodurch der aufgrund der Temperierung flüssige Klebstoff durch das Prüftextil 24 und gegebenenfalls vorhandene Abstandstextile 26 hindurchgedrückt wird und diese infundiert. Überschüssiger Klebstoff tritt durch die Perforationen der perforierten Trennfolie 27 hindurch und wird von dem saugfähigen Aufnahmeelement 28 (beispielsweise ein Saugtextil) aufgenommen. Eine Detailabbildung des Tränkungsvorgangs ist dabei der 6 zu entnehmen.
Durch den speziellen Aufbau werden das Prüftextil 24 und etwaige Abstandstextile 26 auf Block gegen das Substrat 22 gedrückt, sodass sich eine definierte Klebschichtdicke über dem Prüftextil 24 einstellt und das Anliegen des Prüftextils 24 am Substrat 22 gewährleistet ist. Über den Einsatz eines oder mehrerer solcher Abstandstextile 26 kann die gewünschte Klebschichtdicke eingestellt werden. Die Abstandstextile 26 werden in diesem Prozess ebenfalls mit Klebstoff getränkt, in die Klebschicht eingebettet und somit integraler Bestandteil der Prüfklebung. Durch die optional angeordnete Druckplatte 29 kann eine besonders glatte Klebschicht Oberfläche erzeugt werden. Nach der Härtung des Klebstoffs wird wie zuvor beschriebenen die Klebung durch Ablösen der perforierten Trennfolie 27 freigelegt.
Das saugfähige Aufnahmeelement 28 kann dabei mit dem Vakuum verbunden sein, um besonders viel Klebstoff aufnehmen zu können. Das saugfähige Aufnahmeelement 28 kann aber auch nicht an das Vakuum angeschlossen sein, um einen übermäßigen Klebstofffluss und damit einhergehende Porosität der Klebschicht zu vermeiden.
Dabei ist es denkbar, dass der in den 2 und 5 gezeigte Aufbau mit einem saugfähigen Aufnahmeelement 28 kombiniert wird mit dem Prinzip, welches in den 3 und 4 gezeigt ist, also dem Einsatz eines flexiblen Flächenelementes.
7 zeigt die Herstellung einer Prüfklebung im Vakuum-Infusionsverfahren. Beim Infusionsverfahren wird flüssiger Klebstoff 25 oder flüssiges Matrixharz mittels Vakuum durch das Prüftextil 24 hindurchgesogen, um dieses vollständig zu tränken. Dabei kann gleichzeitig ein trockener Faseraufbau des Substrates 22 mit getränkt werden. Selbstverständlich kann das Substrat 22 auch bereits ausgehärtet vorliegen. Der flüssige Klebstoff 25 wird dabei durch einen Einlass 33a unter den evakuierten Vakuumaufbau 20 geleitet, wobei der Einlass 33a kommunizierend mit dem zu tränkenden Prüftextil 24 in Wirkverbindung steht. Der Klebstoff wird dabei von dem Einlass 33a durch das Prüftextil 24 in Richtung Auslass 33b der Vakuumverbindung 33 gesogen.
Eine besondere Schwierigkeit bei der Infusion des Prüftextils kann in dem verwendeten Prüfmaterial (Filtergewebe, Lochbleche, Steckmetall, etc.) liegen, da die Poren dieser Flächengebilde im Wesentlichen orthogonal zur Fläche verlaufen, weshalb sie in ebener Richtung schlecht zu infundieren sind. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, über das flächige Prüftextil Abstandstextile aufzulegen, die einen guten Harzfluss in der Ebene ermöglichen. Mit einer Infusion des Abstandstextils kann das Harz bzw. der Klebstoff von dort aus in orthogonaler Richtung in das Prüftextil eindringen und es vollständig tränken. So wird eine Infusion auch bei langen Fließwegen ermöglicht. Gleichzeitig wirkt das Abstandstextil als Abstandshalter zwischen dem Prüftextil und der Vakuumfolie. Über die Dicke und Anzahl der aufgelegten Abstandstextile kann wie zuvor die Schichtdicke des Klebstoffs über dem Prüftextil eingestellt werden. Wird das Prüftextil ohne ein Abstandstextil infundiert, stellt sich gegebenenfalls eine zu geringe Klebschichtdicke über dem Prüftextil ein und es kommt beim Abschälen des Prüftextils zu einem unzulässigen Bruchbild.
Für den Vakuumaufbau gemäß 7 wird dabei auf das Substrat 22 das Prüftextil 24 gelegt, wobei auf das Prüftextil 24 dann ein oder mehrere Abstandstextile 26 aufgelegt werden. Auf das letzte Abstandstextil 26 wird dann eine Trennfolie 23 gelegt, auf die dann wiederum optional eine Druckplatte 29 und dann die Vakuumfolie 31 gelegt wird.
Durch den auf den Vakuumaufbau 20 wirkenden Druck 35 wird die Vakuumfolie 31 gegen das evakuierte Abstandstextil 26 gedrückt, wodurch Abstandstextil 26 und Prüftextil 24 gegen das Substrat gedrückt werden. So stellt sich eine definierte und gleichmäßige Klebschichtdicke ein.
8 zeigt schließlich einen Vakuumaufbau 20, bei dem das Substrat 22 aus einem vorimprägnierten Fasermaterial besteht. Das Matrixmaterial 25 des Faserverbundbauteils sowie das Matrixmaterial in dem Prüftextil werden dabei gemeinsam ausgehärtet, sodass eine chemische Vernetzung beider Matrixmaterialien durch kovalente Bindungen entsteht. Hierdurch kann die Fügeoberfläche zur Vorbehandlung für einen darauffolgenden Klebeprozess vorbereitet werden, wenn das Prüftextil nach dem Aushärten des Matrixmaterials abgezogen wird. Um die Oberfläche des Bauteils durch Abreißen des Prüftextils wirkungsvoll aktivieren zu können, wird ebenfalls eine ausreichende Klebschichtdicke über dem Gewebe benötigt. Insbesondere durch Druck wird das Matrixmaterial 25 des Prepreg-Substrates 22 in das Prüftextil 24 gedrückt, so dass der Klebstoff des Prüftextils gleichbedeutend mit dem Matrixmaterial 25 des Prepregs ist.
Auch hierbei werden eine oder mehrere Abstandstextile auf das Prüftextil 24 gelegt, um eine ausreichende Klebschichtdicke zu erreichen. Durch das Einbringen eines zusätzlichen saugfähigen Aufnahmeelementes und/oder anderer Elemente zur Bildung von Kavitäten kann überschüssiges Matrixmaterial aufgenommen werden.
Nach der Herstellung des Vakuumaufbaus, wie in 8 gezeigt, wird das Prüftextil 24 evakuiert und der Vakuumaufbau mit einem zusätzlichen Druck 35 beaufschlagt. Durch eine weitere Temperierung des Vakuumaufbaus wird die Viskosität des Matrixmaterials des Substrates 22 herab gesenkt, wodurch überschüssiges Matrixmaterial in das Prüftextil 24 und gegebenenfalls in die Abstandstextile 26 gedrückt wird.
Nach der Härtung des Klebstoffes wird die perforierte Trennfolie 27 abgezogen, dass das Bauteil mit dem Prüftextil und den Abstandstextilen zurückbleibt.
Bezugszeichenliste

10: Prüfklebung
11: Prüftextil der Prüfklebung
12: ausgehärteter Klebstoff der Prüfklebung
13: Substrat der Prüfklebung
14: Bruchfläche
20: Vakuumaufbau
21: Werkzeug
22: Substrat
23: Trennfolie
24: Prüftextil
25: Klebstoff/Matrixmaterial
25a: überschüssiger Klebstoff
26: Abstandstextil
27: perforierte Trennfolie
28: saugfähiges Aufnahmeelement
29: Druckplatte
30: Abreißgewebe oder Vlies
31: Vakuumfolie
32: Dichtband
33: Vakuumverbindung
33a: Einlass
33b: Auslass
34: Abreißgewebe als Vakuumverbindung zum Prüftextil
35: zusätzlicher Druck
36: flexibles Flächenelement
37: erster Bereich
38: zweiter Bereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 7736452 B2 [0009]
US 2008/0011075 A1 [0010]
DE 102017113430 A1 [0011, 0054]
DE 102018111306 A1 [0013]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Prüfklebung (10) mittels eines Vakuumaufbaus (20) mit den Schritten: - Anordnen mindestens eines flächigen Prüftextils (11, 24) auf einer Fügeoberfläche eines Substrates (13, 22) unter einer Vakuumabdeckung zu Bildung eines Vakuumaufbaus (20), - Evakuieren des mindestens einen flächigen Prüftextils (11, 24) mittels einer Vakuumpumpe, - wobei vor, während und/oder nach dem Evakuieren des mindestens einen flächigen Prüftextils (11, 24) ein Klebstoff (12, 25) in das flächige Prüftextil (11, 24) eingebracht wird, und - Aushärten des Klebstoffes (12, 25), um unter Bildung einer Klebschicht das mindestens eine Prüftextil (11, 24) mit der Fügeoberfläche des Substrats (13, 22) zu verkleben und die Prüfklebung (10) herzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass unter dem Vakuumaufbau (20) zwischen dem mindestens einen Prüftextil (11, 24) und der Vakuumabdeckung - wenigstens ein Aufnahmeelement (28) angeordnet wird, das durch Ausbildung mindestens einer Kavität überschüssigen Klebstoff (12, 25) während und/oder nach dem Einbringen des Klebstoffes (12, 25) in das flächige Prüftextil (11, 24) aufnimmt, und/oder - mindestens ein offenporiges Abstandstextil (26) angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor, während und/oder nach dem Aushärten des Klebstoffes (12, 25) der Vakuumaufbau (20) temperiert und/oder mit einem Druck, insbesondere einem Autoklavdruck, beaufschlagt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Substrat (13, 22) bereitgestellt wird, dass - ein Fasermaterial eines Faserverbundwerkstoffes aufweist oder enthält, wobei das Fasermaterial trocken oder vorimprägniert ist, - ein Matrixmaterial (25) eines Faserverbundwerkstoffes aufweist oder enthält, wobei das Matrixmaterial (25) konsolidiert, teilkonsolidiert oder nicht-konsolidiert ist, und/oder - formfest oder flexibel ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Klebstoff (12, 25) in das flächige Prüftextil (11, 24) eingebracht wird, indem - ein flächiges Prüftextil (11, 24) bereitgestellt wird, welches bereits mit dem Klebstoff (12, 25) vorimprägniert ist, so dass das flächige Prüftextil (11, 24) und der Klebstoff (12, 25) zusammen auf der Fügeoberfläche des Substrates (13, 22) angeordnet wird, und/oder - der Klebstoff (12, 25) in das evakuierte flächige Prüftextil (11, 24) infundiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Klebstoff (12, 25) in das flächige Prüftextil (11, 24) eingebracht wird, indem der Klebstoff (12, 25) unter die Vakuumabdeckung - auf die Fügeoberfläche des Substrates (13, 22) aufgebracht und anschließend das textile Prüftextil (11, 24) auf dem aufgebrachten Klebstoff (12, 25) angeordnet wird, und/oder - auf das textile Prüftextil (11, 24) aufgebracht wird, das zuvor auf die Fügeoberfläche des Substrates (13, 22) aufgebracht wurde, wobei der unter die Vakuumabdeckung eingebrachte Klebstoff (12, 25) vor, während und/oder nach dem Evakuieren des mindestens einen flächigen Prüftextils (11, 24) in dieses infundiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Prüftextil (11, 24) und dem wenigstens einen Aufnahmeelement (28) eine perforierte Trennfolie (27) angeordnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Aufnahmeelement (28) ein Saugtextil oder ein Saugvlies unter den Vakuumaufbau (20) angeordnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Aufnahmeelement (28) ein flexibles Flächenelement (36) mit einer undurchlässigen Trennschicht derart angeordnet wird, dass die undurchlässige Trennschicht in Richtung Substrat (13, 22) ausgerichtet ist, wobei das flexible Flächenelement (36) erste Bereiche (37) mit einer ersten Materialdichte und wenigstens zweite Bereiche (38) mit einer von der ersten Materialdichte geringeren zweiten Materialdichte hat, so dass im Bereich der zweiten Bereiche (38) der überschüssige Klebstoff (25a) durch Ausbildung von Kavitäten aufgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Flächenelement (36) ein Vlies oder Abreißtextil ist.
Verfahren zur Überprüfung einer Fügeoberfläche eines Substrates (13, 22), dadurch gekennzeichnet, dass eine Prüfklebung (10) mit dem zu überprüfenden Substrat (13, 22) mit dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 hergestellt wird, wobei anschließend das flächigen Prüftextil (11, 24) nach dem zumindest teilweisen Aushärten des Klebstoffs (12, 25) von dem Substrat (13, 22) abgezogen wird und die Fügeoberfläche durch eine qualitative Bewertung des Bruchbildes und/oder durch eine quantitative Bewertung der beim Abziehen des flächigen Prüftextils (11, 24) ermittelten Abziehkraft überprüft wird.
Verfahren zum Applizieren eines Werkstoffes auf ein Substrat (13, 22), dadurch gekennzeichnet, dass eine Prüfklebung (10) mit dem zu überprüfenden Substrat (13, 22) mit dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 hergestellt wird, wobei anschließend das flächigen Prüftextil (11, 24) nach dem zumindest teilweisen Aushärten des Klebstoffs (12, 25) von dem Substrat (13, 22) abgezogen wird und ein Werkstoff auf die Fügeoberfläche nach dem Abreißen des flächigen Prüftextils (11, 24) appliziert wird.
Bauteil mit einer Prüfklebung (10) aufweisend wenigstens ein Substrat (13, 22), ein Prüftextil (11, 24) und eine Klebschicht erhältlich nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.
Vakuumaufbau zur Herstellung eines Bauteils mit einer Prüfklebung aufweisend wenigstens ein Substrat (13, 22), ein Prüftextil (11, 24) und eine Klebschicht erhältlich nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.