DE4343904C3 - Bauteil aus faserverstärktem Verbundwerkstoff mit einer Schutzschicht gegen Erosion - Google Patents
Bauteil aus faserverstärktem Verbundwerkstoff mit einer Schutzschicht gegen ErosionInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Bauteil aus faserverstärk
tem Verbundwerkstoff mit einer Schutzschicht gegen
Erosion und Blitzschlag.
Bauteile aus faserverstärktem Verbundwerkstoff sind
besonders im Außenbereich oder im Strömungskanal
von Triebwerken durch abrasive Partikel im Luftstrom
erosionsgefährdet. Im Außenbereich des Triebwerks
besteht zusätzlich die Gefahr der Beschädigung oder
Zerstörung des Bauteils durch Blitzeinschlag, insbeson
dere bei Bauteilen aus nichtmetallischen Faserverbund
werkstoffen. Derartige Verbundwerkstoffe finden auf
grund Ihres niedrigen spezifischen Gewichts vermehrt
im Außenbereich von Triebwerken beispielsweise als
Nasenkonus oder Triebwerksverkleidung oder Geblä
seschaufeln einen Einsatz. Blitzeinschläge in diese Bau
teile können zur Delamination oder zum Bruch des Bau
teils führen, so daß die Funktion des gesamten Trieb
werks gefährdet ist.
Aus DE-36 44 116 A1 ist eine Schutzschicht aus anor
ganischem Lack bekannt die bei Temperaturen unter
halb der Erweichungs- oder Zersetzungstemperatur
von nichtmetallischen Verbundwerkstoffen einsetzbar
ist. Ein Nachteil dieser anorganischen Lackschicht ist,
daß sie aufgrund der niedrigen Einbrenntemperatur
nicht abreagierte Restbestandteile enthält, die bewir
ken, daß die anorganische Lackschicht, trotz metalli
scher Füller isolierend wirkt und auf metallischen Haft
schichten oder Bauteilen korrosiv angreift. Ein weiterer
Nachteil dieses Lacksystems ist, daß seine Haftwirkung
auf Bauteilen aus kohlefaserverstärktem Kohlenstoff
nicht ausreicht um ein Abplatzen oder Abblättern bei
hoher mechanischer oder elektrischer Belastung zu ver
meiden.
Ferner ist bekannt, in die äußeren Lagen eines Faser
verbundbauteils metallische Drahtgewebe oder Netze
einzulaminieren, um einen Blitzschutz zu bewirken. Ein
Nachteil dieser Lösung ist einerseits die aufwendige
Herstellung des oberflächennahen Laminats mit einla
minierten Drahtgeweben oder Netzen und andererseits
die geringe Oberflächenbedeckung des Drahtgewebes
oder Netzes.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes
Bauteil anzugeben, das die Nachteile im Stand der Tech
nik überwindet und ein Faserverbundbauteil mittels ei
ner Schutzschicht wirksam sowohl gegen Erosion als
auch gegen Blitzschlag schützt.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Schutz
schicht eine haftvermittelnde Zwischenschicht aus glas
faserverstärktem Kunststoff, eine eingebrannte, anorga
nische Lackschicht mit oxidiertem metallischen Pigmen
ten und eine elektrisch leitende Deckschicht aus einge
branntem und verdichtetem, anorganischem Lack auf
weist und das Bauteil aus faserverstärkter Keramik, vor
zugsweise aus kohlefaserverstärktem Kohlenstoff auf
gebaut ist und der Lack für die Lackschicht und für die
Deckschicht unterhalb der Schädigungs-, der Erwei
chungs- oder der Zersetzungstemperatur der Zwischen
schicht und des Bauteils einbrennbar ist.
Zur Verbesserung der Haftfähigkeit besteht die Zwi
schenschicht aus Glasfasern mit Matrixmaterial aus
Kunststoff. Die oben erwähnten, beim Einbrennen nicht
abreagierten Lackbestandteile greifen einerseits derar
tiges Matrixmaterial nicht an und andererseits haftet
aufgrund von Reaktionen des Matrixmaterials mit akti
ven Lackkomponenten die anorganische Lackschicht
nach dem Einbrennen besonders intensiv auf dem Bau
teil, wenn vorher die Zwischenschicht aufgebracht oder
wenn bei der Herstellung des Bauteils als äußere Bau
teilschicht die Zwischenschicht mithergestellt wurde.
Ein weiterer Vorteil ist, daß sowohl für die elektrisch
isolierende Schicht, als auch für die elektrisch leitende
Deckschicht der gleiche anorganische Lack, wie er bei
spielsweise in DE-36 44 116 A1 offenbart wird, einge
setzt werden kann.
Die haftvermittelnde Zwischenschicht besteht aus
glasfaserverstärktem Kunststoff. Das hat den Vorteil,
daß einerseits größerer Unterschiede im thermischen
Ausdehnungsverhalten zwischen Bauteil und Schutz
schicht ausgeglichen werden können, indem die Glasfa
serverstärkung der Zwischenschicht durch Ausrichtung
der fasern optimiert wird und andererseits das Matrix
material mit den aktiven Lackkomponenten reagiert
und damit die anorganische Lackschicht nach dem Ein
brennen besonders intensiv auf dem Bauteil haftet.
Die anorganische Lackschicht weist vorzugsweise ei
nen Füller aus Aluminiumpulver auf, der beim Einbren
nen aufgrund der nicht abreagierten Bestandteile des
anorganischen Lacks eine elektrisch isolierende Schicht
bildet, zumal das Aluminiumpulver aufgrund der Ein
brennatmosphäre teilweise von Oxidschichten überzo
gen wird. Der Aluminiumfüller hat den Vorteil, daß
durch Nachbehandlung der eingebrannten Schicht eine
hohe elektrische Leitfähigkeit im oberflächennahen Be
reich erreicht werden kann.
Durch geeignete Wahl des Binders des anorganischen
Lacks kann auch erreicht werden, daß der Füller unter
halb der Erweichungs- oder Zersetzungstemperatur des
Bauteils deoxidiert und eingebrannt wird, so daß die
Bildung einer elektrisch leitenden Deckschicht aus ver
dichtetem anorganischen Lack erleichtert wird.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Lackschicht und
die Deckschicht gleiche Ausgangsmaterialien aufwei
sen. Das vermindert Lagerkosten und Verarbeitung und
gewährleistet einen problemlosen Obergang von der
Lackschicht zur verdichteten und elektrisch leitenden
Deckschicht.
Das Einbrennen, das unterhalb der Schädigungs-, der
Erweichungs- oder der Zersetzungstemperatur des
Bauteils erfolgt wird bei faserverstärkten Kunststoffen
vorteilhaft unter 200°C durchgeführt, so daß weder ein
Erweichen des Kunststoffes noch eine Zersetzung das
Bauteil gefährden. Bei Bauteilen aus kohlenstoffaser
verstärktem Kohlenstoff wären zwar höhere Einbrenn
temperaturen bis 500°C möglich, jedoch hat sich bei
diesen Bauteilen gezeigt, daß als haftvermittelnde Zwi
schenschicht glasfaserverstärkter Kunststoff oder das
reine Matrixmaterial des glasfaserverstärkter Kunst
stoffs einzusetzen sind, so daß auch hier vorteilhaft eine
Einbrenntemperatur unter 200°C gefahren wird.
Bei diesen niedrigen Einbrenntemperaturen verblei
ben nicht abreagierte Bestandteile des Lacks in der
Schutzschicht, so daß diese nach dem Einbrennen zu
nächst elektrisch isolierend wirkt und damit keinen
Schutz vor Blitzschlag bietet.
Unvorhersehbarerweise konnte für die oberflächen
nahen Lagen des anorganischen Lackes eine geschlosse
nen elektrisch leitende Schicht erreicht werden, indem
die Lackschicht nach dem Einbrennen mittels Kugel
strahlen, Walzen, Pressen und/oder Bürsten verdichtet
wurde, so daß vorteilhaft mit diesem Beschichtungsver
fahren ein vollständiger Blitzschutz realisiert werden
konnte.
Die Erfindung wird mit der folgenden Figur beispiel
haft erläutert.
Fig. 1 zeigt einen oberflächennahen Querschnitt
durch ein Bauteil mit erfindungsgemäßer Schutzschicht.
Eine Gebläseschaufel 1 wird im wesentlichen aus mit
Matrixmaterial vorimprägnierten Schichten von Ver
stärkungsfasern, beispielsweise Kohlefasern gebildet,
die vollständig beispielsweise in einer Kunststoffmatrix
eingebettet sind. Die Kunststoffmatrix kann beispiels
weise ein Epoxidharz, ein Phenolharz oder ein Polyimid
harz sein, das während des Fertigungsprozesses einer
Wärmebehandlung zum Vernetzen der Molekülketten
unterworfen wird. Während der Wärmebehandlung bei
120 bis 180°C werden die vorimprägnierten faserschich
ten zum Verdichten und zur Formgebung in einer form
einem Druck von 80 kPa bis 2 MPa beaufschlagt mit und
härten dabei aus. Die äußeren Schichten bestehen dabei
erfindungsgemäß aus Glasfasergeweben, unidirektiona
len Glasfaserbändern, Glaskurzfasern oder Glasflecht
schläuchen. Diese äußeren Glasfaserschichten werden
in diesem Beispiel in dem gleichen Matrixmaterial wie
die Verstärkungsfasern, aus denen das Bauteil besteht
eingebettet. Die Dicke dieser Zwischenschicht aus glas
faserverstärktem Kunststoff ist 0,05 bis 1 mm.
Anschließend wird eine anorganische Lackschicht 3, 4
mehrlagig aufgetragen. Als anorganischer Lack wurde
der aus DE-36 44 116 A1 bekannte Lack eingesetzt, der
als Füller Aluminiumpulver aufweist. Nach einem Ein
brennen der Lackschichtlagen 3, 4 bei 150 bis 190°C
liegt eine elektrisch nicht leitende Beschichtung vor. An
schließend werden die oberflächennahen Lagen 4 der
eingebrannten anorganischen Lackschichtlagen 3, 4 mit
tels Kugelstrahlen verdichtet, so daß die zunächst elek
trisch nichtleitende Beschichtung im oberflächennahen so
Bereich eine elektrisch leitende geschlossenen Schicht 6
ausbildet. Vor einem Kugel strahlen hat sich ein Bürsten
der Oberfläche 5 bewährt, weil damit sowohl die Ver
weildauer beim Kugel strahlen als auch der elektrische
Widerstand der leitenden Schicht weiter vermindert
werden können. In diesem Beispiel werden zum Kugel
strahlen Glasperlen mit einem mittleren Durchmesser
von 40 bis 80 µm eingesetzt.
Claims (4)
1. Bauteil aus faserverstärktem Verbundwerkstoff
mit einer Schutzschicht gegen Erosion und Blitz
schlag, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutz
schicht eine haftvermittelnde Zwischenschicht aus
glasfaserverstärktem Kunststoff, eine eingebrann
te, anorganische Lackschicht mit oxidierten metalli
schen Pigmenten und eine elektrisch leitende Deck
schicht aus eingebranntem und verdichtetem, anor
ganischem Lack aufweist und das Bauteil aus faser
verstärkter Keramik, vorzugsweise aus kohlefaser
verstärktem Kohlenstoff aufgebaut ist und der
Lack für die Lackschicht und für die Deckschicht
unterhalb der Schädigungs-, der Erweichungs- oder
der Zersetzungstemperatur der Zwischenschicht
und des Bauteils einbrennbar ist.
2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Zwischenschicht aus Matrixmaterial
für glasfaserverstärkte Kunststoffe besteht.
3. Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die anorganische Lackschicht einen
Füller aus Aluminiumpulver aufweist.
4. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß die Lackschicht und die
Deckschicht gleiche Ausgangsmaterialien aufwei
sen.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19627860C1 (de) * | 1996-07-11 | 1998-01-08 | Mtu Muenchen Gmbh | Schaufel für Strömungsmaschine mit metallischer Deckschicht |
DE19642983C2 (de) * | 1996-10-18 | 2003-06-12 | Mtu Aero Engines Gmbh | Schichtkörper und Verfahren zur Herstellung eines Schichtkörpers |
US6129311A (en) | 1997-07-30 | 2000-10-10 | The Boeing Company | Engine nacelle outer cowl panel with integral track fairings |
EP1244544A4 (de) * | 1999-10-25 | 2003-01-29 | Rolls Royce Corp | Erosionsbeständige beschichtungen für organische matrixkomposite |
EP1253373A3 (de) | 2001-04-24 | 2005-03-16 | Mitsui Chemicals, Inc. | Lampen- Reflektoreinheit und Reflektor |
DE10230231B4 (de) * | 2002-07-04 | 2007-07-05 | Sgl Carbon Ag | Mehrschichtiger Verbundwerkstoff |
US7419556B2 (en) | 2005-10-11 | 2008-09-02 | United Technologies Corporation | Method of repair for inlet caps of turbine engines |
US20080166563A1 (en) | 2007-01-04 | 2008-07-10 | Goodrich Corporation | Electrothermal heater made from thermally conducting electrically insulating polymer material |
US8231958B2 (en) * | 2007-10-09 | 2012-07-31 | United Technologies Corporation | Article and method for erosion resistant composite |
CN102481731B (zh) * | 2009-06-12 | 2014-10-29 | 快步科技私人有限公司 | 制造先进复合材料部件的方法 |
GB2483672B (en) * | 2010-09-15 | 2017-01-18 | Ge Aviat Systems Ltd | Propeller blades having icephobic coating |
US8851858B2 (en) | 2011-08-26 | 2014-10-07 | Ge Aviation Systems Limited | Propeller blades having icephobic coating |
US9484123B2 (en) | 2011-09-16 | 2016-11-01 | Prc-Desoto International, Inc. | Conductive sealant compositions |
US9711024B2 (en) * | 2012-08-24 | 2017-07-18 | Detnet South Africa (Pty) Ltd | Blasting system protection |
KR101683511B1 (ko) * | 2015-03-16 | 2016-12-07 | 현대자동차 주식회사 | 자동차용 범퍼 백 빔 |
US10753277B2 (en) | 2016-07-27 | 2020-08-25 | Raytheon Technologies Corporation | Inlet cap of an engine |
US11149581B2 (en) * | 2019-11-22 | 2021-10-19 | Rolls-Royce Plc | Turbine engine component with overstress indicator |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3644116A1 (de) * | 1986-12-23 | 1988-07-07 | Mtu Muenchen Gmbh | Erosionsbestaendiger ueberzug |
DE3940914C1 (de) * | 1989-12-12 | 1991-01-24 | Mtu Muenchen Gmbh | |
DE4129080A1 (de) * | 1991-09-02 | 1993-03-04 | Jun Sepp Dipl Ing Zeug | Schutzschicht gegen titanfeuer und verfahren zur herstellung der schicht |
US5236773A (en) * | 1991-10-25 | 1993-08-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Fire-resistant barriers for composite materials |
DE4204896A1 (de) * | 1992-02-19 | 1993-08-26 | Tridelta Ag | Schichtverbundkoerper und verfahren zu seiner herstellung |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1342898A (en) * | 1970-10-24 | 1974-01-03 | British Aircraft Corporaton Lt | Composite panels |
US4035550A (en) * | 1974-12-23 | 1977-07-12 | Massachusetts Institute Of Technology | Fiber reinforced composite of high fracture toughness |
US4186237A (en) * | 1975-03-17 | 1980-01-29 | Vereinigte Flugtechnische Werke-Fokker Gmbh | Multi-component protective covering for construction parts designed to protect against the effects of lightning |
JPS5642533A (en) * | 1979-09-12 | 1981-04-20 | Mitsubishi Rayon Co | Fishing reel and production thereof |
US4349859A (en) * | 1980-09-24 | 1982-09-14 | Mcdonnell Douglas Corporation | Shielded structural or containment member |
US4352142A (en) * | 1981-04-15 | 1982-09-28 | The Boeing Company | Composite aircraft structure having lightning protection |
JPS62187035A (ja) * | 1986-02-12 | 1987-08-15 | 日立化成工業株式会社 | セラミツクコ−ト積層板の製造方法 |
EP0316922A3 (de) * | 1987-11-20 | 1992-01-08 | Asahi Glass Company Ltd. | Faserverstärktes Kunststoffmaterial und dieses als Basismaterial verwendender Schichtstoff |
US4992318A (en) * | 1989-10-26 | 1991-02-12 | Corning Incorporated | Laminated hybrid ceramic matrix composites |
US5284697A (en) * | 1992-08-13 | 1994-02-08 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Composite structures having organic matrices and duplex zinc/ceramic fire barriers |
US5433995A (en) * | 1993-08-18 | 1995-07-18 | Amoco Corporation | Carbon fiber-reinforced composite heat reflectors |
-
1993
- 1993-12-22 DE DE4343904A patent/DE4343904C3/de not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-12-09 FR FR9414843A patent/FR2713984B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1994-12-12 GB GB9424982A patent/GB2285758B/en not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-03-10 US US08/814,446 patent/US5700743A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3644116A1 (de) * | 1986-12-23 | 1988-07-07 | Mtu Muenchen Gmbh | Erosionsbestaendiger ueberzug |
DE3940914C1 (de) * | 1989-12-12 | 1991-01-24 | Mtu Muenchen Gmbh | |
DE4129080A1 (de) * | 1991-09-02 | 1993-03-04 | Jun Sepp Dipl Ing Zeug | Schutzschicht gegen titanfeuer und verfahren zur herstellung der schicht |
US5236773A (en) * | 1991-10-25 | 1993-08-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Fire-resistant barriers for composite materials |
DE4204896A1 (de) * | 1992-02-19 | 1993-08-26 | Tridelta Ag | Schichtverbundkoerper und verfahren zu seiner herstellung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2713984A1 (fr) | 1995-06-23 |
GB2285758B (en) | 1997-07-02 |
DE4343904A1 (de) | 1995-06-29 |
GB9424982D0 (en) | 1995-02-08 |
FR2713984B1 (fr) | 1997-04-25 |
GB2285758A (en) | 1995-07-26 |
US5700743A (en) | 1997-12-23 |
DE4343904C2 (de) | 1997-07-17 |
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