Multilayer-Inserts (MLI) - Intrinsische Hybridverbunde zur Krafteinleitung in dünnwandige Hochleistungs-CFK-Strukturen

Verantwortlich: Serna, J.

Die drei Institute, Institut für Polymerwerkstoffe und Kunststofftechnik (PuK) der TU Clausthal, Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) der Leibniz Universität Hannover und Institut für Flugzeugbau und Leichtbau der TU Braunschweig, haben gemeinsam am Standort CFK Nord in Stade eine materialgerechte Krafteinleitung für Faserverbundstrukturen entwickelt und grundlegend erforscht. Bei dem gewählten Ansatz wird die Krafteinleitung über ein schichtweise aufgebautes lokales Faser-Metall-Laminat – das sogenannte Multilayer-Insert (MLI) – realisiert. Das MLI entsteht durch lokale Substitution der CFK-Lagen durch Metalleinleger derselben Dicke. Das MLI entsteht durch das Abwechseln von kleinen und großen Metalleinleger. Die freistehenden Flächen der großen Metalleinleger werden mit der darunter und darüber liegenden CFK-Lage verbunden. Hierbei wird eine sehr große Anbindungsfläche zum Faserverbund geschaffen, über die die Kräfte in alle Laminatlagen eingeleitet werden können. Im Zentrum des MLI entsteht gleichzeitig ein reinmetallischer Bereich. Im Vergleich zu konventionellen Technologien führt der hybride Anbindungspunkt zu einer minimalen Umlenkung der Fasern und damit zu einer Reduzierung des Störeinflusses. Dieser fasergerechte Aufbau erlaubt eine signifikante Erhöhung der einleitbaren Lasten in das CFK. Das MLI-Konzept kann auf verschiedene Anwendungen übertragen werden, so ist im Laufe des Projektes die sogenannte FaMLI entstanden, welche folgende Derivate umfasst:

• AFP-MLI (Automated-Fiber-Placement)
• Sandwich-MLI (Patentiert)
• Weld-MLI
• Maxi-MLI"