Spannende Forschung zu hybriden Laminaten

Werden zwei verschiedene Werkstoffe zusammengebracht, ergeben sich nicht nur neue Eigenschaften, sondern auch neue Herausforderungen. Die Kombination von Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) mit Metallen erlaubt die Kombination der Vorteile der beiden Werkstoffklassen, führt aber - aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten - auch zu möglicherweise erheblichen thermischen Eigenspannungen. Um dieses Phänomen genauer zu untersuchen, startet aktuell am IVW in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Werkstoff-Prüftechnik (WPT) der TU Dortmund das Projekt „Charakterisierung und Modellierung der beanspruchungs- und lastspielzahlabhängigen Eigenspannungsentwicklung und Schädigungsevolution elektrisch leitfähiger Faser-Metall-Laminate mit prozessbasierten Eigenspannungen“. Das Projekt wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) zunächst für zwei Jahre gefördert. Eine zweite zweijährige Projektphase ist geplant.

Als Modellwerkstoff dient ein Laminat aus kohlenstofffaserverstärktem Epoxidharz und Stahlfolien. Über Variationen der Prozessbedingungen werden gezielt unterschiedliche Eigenspannungszustände eingestellt. An diesen Laminaten werden Ermüdungsversuche mit begleitenden Leitfähigkeitsmessungen durchgeführt. Hieraus werden das Rissfortschritts- und Delaminationsverhalten ermittelt und entsprechende Werkstoffmodelle abgeleitet. Die Ergebnisse können in die Lebensdauervorhersage von hybriden Metall-FKV-Bauteilen sowie Werkstoff- und Prozessoptimierung einfließen.

Das Projekt „Charakterisierung und Modellierung der beanspruchungs- und lastspielzahlabhängigen Eigenspannungsentwicklung und Schädigungsevolution elektrisch leitfähiger Faser-Metall-Laminate mit prozessbasierten Eigenspannungen“ wird gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) – Projektnummer 541803764.