DE2821047A1

DE2821047A1 - HOLLOW LAYERED BODY

Info

Publication number: DE2821047A1
Application number: DE19782821047
Authority: DE
Inventors: Claus-Michael Dipl Ing Herkert; Ralf-Thilo Dipl Ing Schulz; Richard Dr Ing Suchentrunk
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1978-05-13
Filing date: 1978-05-13
Publication date: 1979-11-22
Also published as: FR2425323A1; GB2020699A

Description

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MESSERSCHMITT-BÖLKOW-BLOHM Ottobrunn, 8. Mai 1978MESSERSCHMITT-BÖLKOW-BLOHM Ottobrunn, May 8, 1978

GESELLSCHAFT BTO1 Hb/Th MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG,LIMITED LIABILITY SOCIETY BTO1 Hb / Th,

MÜNCHEN 8331MUNICH 8331

Hohler SchichtkörperHollow laminate

Die Erfindung betrifft einen Schichtkörper gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a laminated body according to the preamble of claim 1.

Bei einem derartigen Schichtkörper, beispielsweise einem Behälter, kann gemäß der DE-AS 21 13 244 die Metallschicht durch direktes Metallisieren der jeweiligen (freiliegenden) Grundkörperfläche erzielt werden, wenn darin, nach einer Behandlung mit einem Quellmittel und anschließender Porenbildung mit Hilfe eines Ätzmittels, Ionen verankert werden. Die so behandelte Grundkörperfläche braucht nur noch in üblicher Weise sensibilisiert bzw. katalysiert zu werden, um sie in einem stromlos metallabscheidenden Bad mit einer festhaftenden Metallschicht überziehen zu können.In such a layered body, for example a container, can according to DE-AS 21 13 244 the metal layer by direct metallization of the respective (exposed) Base body surface can be achieved if therein, after a treatment with a swelling agent and subsequent pore formation With the help of an etchant, ions can be anchored. The base body surface treated in this way only needs a normal Way to be sensitized or catalyzed to them in an electroless metal-plating bath with a firmly adhering To be able to coat metal layer.

Kunststoffe mit hohem Faseranteil, insbesondere kohlenfaserverstärkte Kunststoffe, weisen jedoch nach einem derartigen Verfahren eine für viele Anwendungszwecke nicht ausreichend gleichmäßige und festhaftende Metallschicht auf, was überwiegend auf Einlagerungen von Ätzmittel- und Badresten aus den chemischen Behandlungsprozessen durch Kapillarwirkung zwischen den Fasern und dem Kunststoff zurückzuführen ist. In Kenntnis dieses Mangels ist auch schon erwogen worden, die Metallschicht auf galvanischem Wege auf einer Form aus einemPlastics with a high fiber content, especially carbon fiber reinforced Plastics, however, do not have one for many purposes after such a process uniform and firmly adhering metal layer, which is mainly due to deposits of etchant and bath residues from the chemical treatment processes due to capillary action between the fibers and the plastic. Being aware of This deficiency has also already been considered, the metal layer by galvanic means on a mold from a

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anderen Metall als die Metallschicht auf zutragen und dann den Grundkörper (für den herzustellenden Schichtkörper) über einen Klebefilm auf der metallbeschichteten Form aufzutragen, wonach die Form beispielsweise mittels einer Säure oder Lauge aufgelöst oder auch aus dem fertigen Schichtkörper durch Ausschmelzen entfernt wird. Diese Verfahrensweise hat, abgesehen vom Verlust oder Erfordernis der Form bzw. eines Kernes, den Nachteil, daß im Falle von innenbeschichteten Hohlkörpern mit relativ kleinen Querschnitten bei großen Längen, beispielsweise Hohlleitern für die Raumfahrt, das Herauslösen des Formbzw. Kernmaterials ohne Beschädigung der Hohlkörper problematisch ist. So kann es bei dem (bei geringem Querschnitt) praktisch einzig möglichen Ausschmelzen des Kernmaterials durch Erwärmen des Hohlkörpers (z.B. in einem Ölbad) infolge einer Ausdehnung des Kernmaterials zu Rissen in der Metallschicht kommen.apply other metal than the metal layer and then the Apply the base body (for the laminated body to be produced) to the metal-coated mold using an adhesive film, after which the shape is dissolved, for example, by means of an acid or alkali or else from the finished laminate by melting Will get removed. This procedure has, apart from the loss or requirement of the shape or a core, the disadvantage that in the case of internally coated hollow bodies with relatively small cross-sections at great lengths, for example Waveguides for space travel, releasing the Formbzw. Core material without damaging the hollow body problematic is. Thus, in the case of practically the only possible melt-out of the core material (with a small cross-section) Heating of the hollow body (e.g. in an oil bath) as a result of expansion of the core material to cracks in the metal layer come.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hohlen Schichtkörper der eingangs genannten Art zu schaffen, der ohne die vorbeschriebenen Mangel und Schadensrisiken für den Grundkörper und die Metallschicht in besonders einfacher Weise herstellbar ist. Außerdem sollen geeignete Verfahrensschritte insbesondere hinsichtlich des Verbundes zwischen dem Grundkörper und der Metallschicht aufgezeigt werden.The invention is based on the object of a hollow laminated body of the type mentioned to create the one without the above Defects and risks of damage for the base body and the metal layer can be produced in a particularly simple manner is. In addition, there should be suitable process steps, in particular with regard to the bond between the base body and the metal layer are shown.

Diese Aufgabe ist einesteils gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.This task is partly according to the characterizing part of the patent claim 1 solved.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß aufgrund von (praktisch unvermeidbar) freiliegenden Kohlenstoffasern an der Oberfläche des fertigen Grundkörpers eine elektrische Leitfähigkeit in dem Maße vorhanden ist, welche im Grunde ein direktes galvanisches Überziehen ermöglicht. Je nach Qualitätsanforde-The invention is based on the knowledge that due to (practically unavoidable) exposed carbon fibers on the Surface of the finished base body has an electrical conductivity to the extent that it is basically a direct one galvanic plating enabled. Depending on the quality requirements

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rung an den Schichtkörper "bzw. seine Metallschicht können abej zuvor - in verfahrenstechnischer Weiterbildung der Erfindung (zweiter Aufgabenteil) - auch noch an der zu überziehenden 3?läche des fertigen Grundkörpers vor dem Galvanisieren die Kohlenstoffasern (weiter) freigelegt werden, beispielsweise durch Strahlläppen.tion to the layer body "or its metal layer can abej previously - in a procedural development of the invention (second part of the task) - also on the surface to be coated on the finished base body before electroplating Carbon fibers are (further) exposed, for example by jet lapping.

Es hat sich gezeigt, daß gemäß der Erfindung konzipierte Schichtkörper, beispielsweise in Form von Druckbehältern oder Hohlleitern, in hervorragender V/eise die an sie üblicherweise gestellten Anforderungen erfüllen und somit einen beträchtlichen Beitrag zur Verminderung des bisher relativ hohen technologischen und damit auch hohen finanziellen Aufwandes leisten.It has been shown that laminated bodies designed according to the invention, for example in the form of pressure vessels or waveguides, meet the requirements usually placed on them in an excellent manner and thus a considerable contribution to reducing the previously relatively high technological and thus also high financial levels Make effort.

Die Erfindung und ihre in den Unteransprüchen gekennzeichneten Weiterbildungen werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles weiter erläutert. Hierzu zeigt die Zeichnung im Längsschnitt einen Ausschnitt einer Behälter- oder Rohrwandung, bei der ein z.B. durch Wickeln gefertigter Grundkörper 1 aus kohlefaserverstärktem Kunststoff beispielsweise innenseitig mit einer relativ dünnen metallischen Schicht ausgekleidet ist. Hierzu sind bei dem Grundkörper 1 an der Innenseite zunächst die Kohlenstoffasern mit einem Strahlmittel, einer Quarzmehl-Wasser-Suspension o.dgl., freigelegt worden, wonach sich bereits der Grundkörper 1 innen-The invention and its characterized in the subclaims Developments are explained in more detail below using an exemplary embodiment. The drawing shows this in longitudinal section a section of a container or pipe wall, in which a base body made e.g. by winding 1 made of carbon fiber reinforced plastic, for example on the inside with a relatively thin metallic layer is lined. For this purpose, in the case of the base body 1, first of all, the carbon fibers are blasted with a blasting agent on the inside, a quartz flour-water suspension or the like., Uncovered been, according to which the base body 1 is already inside

seitig in einem schwefelsauren Kupferbad bei einer Strumpf side in a sulfuric acid copper bath in a stocking

dichte von 3-Vdm mit einer dichten und porenfreien Schicht aus Kupfer z.B. mit einer Dicke von 0,05 mm überziehen ließ. Ebenso konnte bei einem derartigen Grundkörper 1 mittels eines organischen aluminiumalkylhaltigen Elektrolyten beidensity of 3 Vdm with a dense and pore-free layer made of copper, for example, with a thickness of 0.05 mm. Likewise, in such a base body 1, by means of an organic electrolyte containing aluminum alkyl

einer Stromdichte von 0,5 A/dm eine 0,03 mm dicke Aluminiumschicht 2 erzielt werden.a current density of 0.5 A / dm a 0.03 mm thick aluminum layer 2 can be achieved.

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Statt der Vorbehandlung durch Strahlläppen kann auch die galvanisch zu überziehende Grundkörperfläche in an sich bekannter Weise mit Leitsilber o.dgl. bespritzt werden, um die für das Galvanisieren nötige Leitfähigkeit zu erhalten.Instead of pre-treatment by jet lapping, galvanic to be coated base body surface in a known manner with conductive silver or the like. to be splashed to the for electroplating to obtain the necessary conductivity.

Falls beispielsweise aufgrund einer mechanischen Überarbeitung eines Grundkörpers 1 bereits ausreichend Kohlenstoffasern für das Galvanisieren der Oberfläche freiliegen, kann natürlich auf die vorbeschriebene Vorbehandlung verzichtet werden; sollte dann nur ein partielles Metallisieren gewünscht werden, wird man z.B. die übrigen Plächenbereiche vor dem Galvanisieren abdecken. If, for example, due to a mechanical overhaul a base body 1 already has sufficient carbon fibers for the electroplating of the surface are exposed, the above-described pretreatment can of course be dispensed with; should If only partial metallization is desired, the remaining surface areas, for example, will be covered before electroplating.

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Claims

MESSEESCHfilTT-BÖLKOW-BLOHM Ottobrunn, 8th GESELLSCHAFT BTO1 Hb / Th MIT BESCIIRÄIIKTEE HAi1TUlTG, MUNICH 8331 Hollow Laminated Body Patent Claims

1. Laminated body, in which a hollow base body, which is essentially consists of fibers in a hardenable plastic matrix, provided with a metal layer on the inside and / or outside is, characterized in that the fibers are carbon fibers and the metal layer (2) is a galvanic Coating are provided.

2. Process for the pretreatment of the base body of a laminated body according to claim 1, characterized in that on the surface of the finished base body (1) to be coated the carbon fibers are exposed prior to electroplating.

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3. The method according to claim 2, characterized in that it is marked e t that the exposure is done by jet lapping.

4. A method for pretreating the base body of a laminated body according to claim 1, characterized in that the surface to be coated of the base body (1) in a known manner prior to electroplating by applying a conductive agent, for example conductive silver or
-paint is made more electrically conductive.

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