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Pflaster für faserverstärkte Kunststoffe

Vakuum-Haube mit induktiver Heizmatte für die Reparatur von beschädigten Faserverbund Kunststoffen

Marvin Schneider
msquare

Faserverstärkte Kunststoffe bieten Steifigkeit und Festigkeit bei geringem Gewicht und somit entscheidende Vorteile gegenüber Metallen. So setzen Flugzeug- und Autoindustrie aber auch Windkraftanlagen vermehrt auf die besonderen Eigenschaften von strukturierten Hochleistungskunststoffen. Zugleich steigt damit aber auch der Bedarf für die Reparatur von Bauteilen aus diesen Werkstoffe. Im Gegensatz zu Metallen lassen sich Schäden allerdings nicht einfach ausbessern, da die zusammenhängende Faserstruktur lasttragend ist. So mussten bisher schon bei geringen lokalen Schäden ganze Bauteile ausgetauscht werden um sie Strukturstabilität zu gewährleisten. In einem am DLR entwickelten Verfahren werden dagegen die beschädigten Materialschichten abgetragen und durch einen Patch ähnlich einem Pflaster ersetzt. Der Patch besteht aus dem gleichen Material und wird mit der gleichen Faserausrichtung unter Einwirken von Wärme und Druck mit der umliegenden Struktur verschmolzen. Das Verfahren wird durch ein mobiles Reperaturkit flexibel einsetzbar. Das patentierte System besteht aus einer biegsamen induktionsbasierten Heizmatte, die in eine Silikon-Vakuum-Haube integriert ist. Eine mobile Wechselstromspannungsquelle erzeugt in dem speziell entwickelten Heizspulendesign ein elektromagnetisches Feld, welches ein metallisches Suszeptor Material induktiv erwärmt. Die mobile Versorgungseinheit verfügt auch über ein Pumpe für das Vakuum-Absacken. Dabei wird die Luft unter der aufliegenden Vakuum-Silikon-Haube evakuiert um während des Aushärtungszyklus einen gleichmäßigen Druck auf dem nach Faserbündeln ausgerichteten Patch zu erzeugen. Durch die hohe Flexibilität der Komponenten können beliebige geometrische Formen repariert werden. Mit Temperaturen von über 400 Grad und der hohen Anpassungsfähigkeit können faserverstärkte Kunststoffe in beliebigen geometrischen Formen repariert werden. Im Vergleich zu Öfen oder Heißluft Systemen können über die anpassungsfähigen Heizmatten, Wärme und Druck in noch nie dagewesener Präzision und Reproduzierbarkeit lokal erzeugt werden. So zeigen die reparierten Bauteile im Vergleich zu herkömmlichen Methoden bessere Materialeigenschaften bei gleichzeitig deutlich kürzerer Reparaturdauer.

Unsere patentierte FlexIn Heat Technologie ermöglicht es mit Hilfe von induktiver Energieübertragung selbst stark gekrümmte Strukturen schnell, gleichmäßig und definiert zu erwärmen. Eine weitere Entwicklung von msquare ist die hoch integrietre Vakuumhaube, die alle benötigten Sensoren für eine umfassende Dokumentation und eine präzise Regelung beinhaltet.

Anwendungsmöglichkeiten

  • Wartung, Reparatur und Überarbeitung von Faserverbundbauteilen

  • Lokales Induktionsheizsystem für optimierte Harzflusskontrolle

  • Präzises Erwärmen zum Verbinden oder Verschweißen von Kompositen mit thermoplastischen Matrixsystemen

msquare

msquare ist ein Spin-off des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). msquare entwickelt und vertreibt Reparaturequipment und Heiztechnologie für Faserverbundstrukturen wie sie in Flugzeugen, Windenergieanlagen, Booten und weiteren Branchen zu finden sind.

Ihr Ansprechpartner
Marvin Schneider
Geschäftsführer

Marvin Schneider arbeitet seit 2 Jahren am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrttechnik und hat mehr als 5 Jahre Erfahrung im Bereich Reparatur und Fertigung von Faserverbundbauteilen.

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