DE3242949A1

DE3242949A1 - Verfahren zur positionierung von lagenzuschnitten aus faserverstaerkten werkstoffen (fvw)

Info

Publication number: DE3242949A1
Application number: DE19823242949
Authority: DE
Inventors: Martin 8019 Assling Voglsinger
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1982-11-20
Filing date: 1982-11-20
Publication date: 1984-05-24

Description

Verfahren zur Positionierung von Lagenzuschnitten aus
faserverstärkten Werkstoffen (FVW) Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erstellung und Positionierung von Lagenzuschnitten aus faserverstärkten Werkstoffen für die Herstellung von Formbauteilen.
Die zum Stand der Technik zählenden Verfahren zur Herstellung von Bauelementen aus verschiedenen Lagen faserverstärkter Werkstoffe sehen vor, daß die nach Form zugeschnittenen Lagen in die Form eingelegt werden, wenn vorher die gewünschte Position für jeden Zuschnitt in der Form bzw. dem Laminat angezeichnet worden ist.
Ein weiteres Verfahren sieht vor, daß die faserverstärkte Werkstoffschicht mit Hilfe einer Positionierungsfolie (Mylar-Technique) beschnitten und laminiert wird.
Diese bekannten Verfahren führen aber zu groben Toleranzen in den einzelnen Lagenpassungen und zu langen Laminierzeiten. Die Verkürzung der Laminierzeiten ist deshalb von Bedeutung, weil die Verarbeitungszeit der meisten Harze bei Raumtemperatur begrenzt ist (z.B.
Epoxid ca. 20 Tage). Vor allem bei großflächigen Lagenzuschnitten erfordert die Verlegung der Laminatschichten eine hohe Geschicklichkeit und einen großen personellen sowie zeitlichen Aufwand.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine wesentliche Verkürzung der Positionierungsarbeiten erlaubt und eine hohe Paßgenauigkeit der Lagenzuschnitte und Lagenschichten gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 niedergelegten Maßnahmen in optimaler Weise gelöst. In der nachfolgenden Beschreibung wird am Beispiel der Erstellung einer Flugzeugbeplankung das vorgeschlagene Verfahren erläutert, das in den Figuren der Zeichnung schematisch dargestellt ist. Es zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht der Anordnung zur Durchführung des Verfahrens, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Bauteilform mit einer aufgelegten Lagenschicht aus einzelnen Lagenzuschnitten.
Am Beispiel der Herstellung eines Tragflügels eines Flugzeuges aus faserverstärkten Werkstoffen soll das vorgeschlagene Verfahren zur Positionierung und Erstellung der großflächigen Lagenzuschnitte erläutert werden. Bekanntlich nehmen faserverstärkte Werkstoffe wie GFK, CFK etc. in Faserrichtung relativ hohe Zug/Druckkräfte auf, während die Kraftaufnahme quer zur Faserrichtung nicht zuzulassen ist. Dies führt bei der Erstellung von hochbelasteten Formbauteilen, wie es beispielsweise die Tragflügel von Flugzeugen sind, zu ganz detaillierter Ausgestaltung und lagemäßiger Anordnung der einzelnen Faserschichten bzw. Faserlagen.
Hierzu werden entsprechend der erforderlichen Kraftaufnahme und Kraftangriffsrichtung zugeschnittene Faserschichten als sogenannte "Lagenzuschnitte" innerhalb der Bauteilform angeordnet. Das heißt, daß die Beplankung des Tragflügels aus einem Laminat von einer Vielzahl in bestimmten Richtungen angeordneter lagenzuschnitte besteht. So setzt sich beispielsweise eine bestimmte Beplankung aus mehr als 120 einzelner Lagenschichten zusammen. Nun setzt sich so eine Lagenschicht entsprechend der ermittelten Kraftaufnahme aus einem oder mehreren speziell flächenmäßig gestalteten Lagenzuschnitten zusammen, wie dies beispielsweise die Fig. 2 veranschaulicht. Die Verlegung der einzelnen Lagenzuschnitte innerhalb einer Lagenschicht (Laminat) erfordert neben größter Sorgfalt auch eine hohe Paßgenauigkeit. Um dies zu erreichen, wird über der Bauteilform ein Projektor angeordnet, in dessen Filmbühne der Mikrofilm der Originalzeichnung des jeweils zu verlegenden Lagenzuschnittes eingeführt wird. Meßmarken an Film und Form, wie es beispielsweise bei den Litho-Folien von Farbdruckmaschinen bekannt ist, gewährleisten eine optimale Paßgenauigkeit der einzelnen Zuschnitte.
Anschließend wird der verfilmte Lagenzuschnitt auf die Form bzw. die bereits erstellte Lagenschicht projiziert und entsprechend dieser Projektion die zugeschnittene Faserlage kantendeckend eingelegt. Hierbei kann es sich bei einer Lagenschicht durchaus um mehrere verschieden große Zuschnitte handeln, wie es in der Fig. 2 gezeigt ist. Nach Verlegung der einzelnen Zuschnitte entsprechend ihrer Form und Faserrichtung erfolgt die Laminierung derselben und die Verlegung der Zuschnitte entsprechend der Projektion der neuen Lagenschicht. Dies wiederholt sich, bis die vorherbestimmte Dicke etc. erreicht ist.
Durch diese vorbeschriebenen Maßnahmen werden eine Reihe von Vorteilen erreicht. Nicht nur, daß eine hohe Paßgenauigkeit der einzelnen Zuschnitte und Lagen erreicht wird, sondern die ganz erhebliche Zeitersparnis bei der Lagenpositionierung zeichnet dieses Verfahren aus. Alle bisherigen Positionierungshilfen, wie Voranfertigung von Positionierungsfolien etc. entfallen, auch kein Anreißen der Zuschnittlage ist mehr erforderlich. Ein weiterer Vorteil ist die hohe Gleichmäßigkeit und Wiederholgenauigkeit des Laminates, die durch die optimale Paßgenauigkeit der Zuschnitte, ihrer Positionierung und Schichtung infolge der Projizierung der Originalzeichnung erreicht wird. Die Zuschnittstöße und Spaltbreiten innerhalb der Lagenschichten sind so genau, daß auch die Laminatauftragung hochgenau durchführbar und reproduzierbar ist.
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Claims

Verfahren zur Positionierung von Lagenzuschnitten aus faserverstärkten Werkstoffen (FVW) Patentansprüche 0 Verfahren zur Erstellung und Positionierung von Lagenzuschnitten aus faserverstärkten Werkstoffen für die Herstellung von Formbauteilen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß von der Originalzeichnung der einzelnen Lagenzuschnitte und Lagenschichten des zu erstellenden Formkörpers Mikrofilmkarten angefertigt werden und mittels eines Projektors und der jeweiligen Mikrofizlmkarte maßstabsgerecht die Lagenzuschnitte erstellt und die Lagenschichten direkt auf die Form bzw. das Laminat projiziert und entsprechend der projizierten Konturen verlegt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Mikrofilmkarte und die Bauteilform Meßmarken aufweisen, die miteinander zur Deckung zu bringen sind.