Flexible induktive Erwärmung als Füge- und Reparaturverfahren
für faserverstärkte Kunststoffe
Anwendungsbeispiel Reparatur
Das im DLR-Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie in Stuttgart entwickelte Reparaturkonzept verwendet flexible Induktionsspulen, eingegossen in eine Silikonvakuummatte. Mit dieser Matte ist sowohl das Erzeugen der benötigten Temperatur als auch das Aufbringen des benötigten Druckes möglich. Zur Erwärmung werden induktiv beheizte Metalldruckstücke/Metallfolien oder Metallgitter von unter 0,3 Millimeter Dicke entsprechend der Reparaturgröße zugeschnitten und unter der Matte platziert. Durch den Vakuumdruck wird das Metalldruckstück an die zu reparierende Struktur gepresst und ermöglicht damit einen sehr guten Wärmeübergang. Unter Druck und Temperatur erfolgt die Verbindung mit der umliegenden Struktur.
Anwendungsbeispiel Fügen
Hybride Metall-Composite-Verbindungen fnden aufgrund ihrer hervorragenden Eigenschaften immer mehr Einsatzgebiete. Eine große Herausforderung ist das Verbinden der unterschiedlichen Materialien. Die meisten Fügeprozesse benötigen Wärme, um entweder einen oder beide Fügeteile oder die Fügezone aufzuschmelzen. Im Vergleich zu anderen Arten der Wärmeerzeugung/-übertragung bietet die Induktionserwärmung einen kontaktlosen Energietransfer. Speziell bei faserverstärkten Thermoplasten wird somit nur lokal im Bereich der Fügezone die Matrix aufgeschmolzen und nach dem Abkühlen mit dem Metall verbunden. Heizraten bis zu 60 Grad Celsius pro Sekunde und Fügetemperaturen von bis zu 400 Grad Celsius ermöglichen auch die Integration der Technologie in einen Serienprozess mit hoher Taktzeit.
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Markus Kaden · E-Mail: markus.kaden@dlr.de · DLR.de
