Polymermatrix-Verbundwerkstoffe

Ziel der Gruppe der Polymeren Verbundwerkstoffe sind die Entwicklung von Hochleistungsverbundwerkstoffen für die Luft- und Raumfahrt, die Verbesserung oder Modifikation von Harzsystemen zur Funktionserweiterung wie erhöhte Verschleißbeständigkeit, verbesserte elektrische Leitfähigkeit, Reduktion des Schrumpfens, Erhöhung der Schlagempfindlichkeit, Reduktion der Gasdurchlässigkeit, Erhöhung der UV Beständigkeit, Transparenz, Oberflächenschutz, Flammschutz oder Eisabweisung sowie die Entwicklung von Konzepten und Sensoren für die Prozess- und Einsatzüberwachung.

Die Forschungsaktivitäten fokussieren sich auf die Verwendung von Mikro- und Nano-skaligen Füllstoffen aus keramischen Partikeln (Al2O3, Boehmit, Zirkon Dioxide), Nano-clays oder Carbon Nanoröhrchen, welche direkt in der polymeren Matrix integriert oder als Oberflächenschicht appliziert werden.

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Das Verbundwerkstofflabor hat Erfahrung mit allen herkömmlichen Herstellungsverfahren wie Hand lay-up mit Vakuum Bags, Flüssigharzinfiltrationsverfahren (RTM, VARTM, Vakuuminfusion, etc.), Autoklav Prozesse und Warmpressen.

Die Expertise und vorhandenen Anlagen wird durch die Verwendung professionelle Software Pakete wie ANSYS Multiphysics und ACP zur Simulation des mechanischen und thermischen Verhaltens oder PAM-RTM zur Simulation des Harzifiltrationsprozesses, ergänzt.

Neben den Entwicklungsarbeiten bietet AAC die folgenden Dienstleistungen im Bereich der Verbundwerstofftechnologien an:

  • Charakterisierung des Rohmaterials: Harzviskosität, Härteparameter, Dichte, chemische Analyse…
  • Prozess Modellierung und Simu­la­tion: Harzinfusion (Fließfrontausbreitung / trockene Stellen / Prozesszeiten), mechan­isches und thermisches Verhalten, Deformation nach dem entformen (spring-in Effekt), …
  • Komponenten und Probenfertigung: Flüssiginfiltration, Autoklaven Härtung,
  • Komponenten und Probencharakterisierung: mechanisches verhalten, Poren und Faservolumengehalt, Impact-eigenschaften, zerstörungsfrei Prüfung …

Beispiele von Verbundwerkstoffsystemen aus vorangegangenen Projekten:

Komponenten
In unseren Labors
Harze Hochleistungsepoxide, RTM Epoxide, Cyanate Ester
Kohlenstofffasern ECC 462, Tenax HTA
Nanopartikel Al2O3, Y:ZrO2, Nanoclay
Carbon Nanoröhrchen, Nanofasern Papier, Filze, VGCF
Oberflächenmodifikationen Plasmabehandlung, Chemisches Sizing, Wärmebehandlung
Härtetemperatur RT bis +180°C
Druck Vakuum bis zu +8 Bar
Größe 5cm x 5cm, 15cm x 15cm, 30cm x 30cm

Anlagen:

Anlagen
Autoklav Autoklav Scholz, bis zu 300°C und 10 Bar, 1m Länge x 50cm Durchmesser
RTM Plastech Form, bis zu 180°C Härtezyklus, 40cm x 40cm
Injektionssystem Tartler, bis zu 130°C, maximaler Druck 60 bar, maximale injek­tionsrate 0.5L/min
Simulation PAM-RTM, ANSYS Multiphysics, ANSYS Composite PrePost
Pulver Präparation Benetzungshilfen, Surfac­tants, Kugelmühle, Ultra Turrax, Zentrifugen
Vakuumtechnik Pumpen, Bags, SCRIMP, peel plies, breathers, breeders, release agents
Warmpresse Saspol Presse bis zu 160 Tonnen, 40cm x 40cm
Größe 5cm x 5cm, 15cm x 15cm, 30cm x 30cm