Impacteigenschaften von Sandwichbauteilen bei in situ Schaumkernerzeugung

Das Leibniz-Institut für Verbundwerkstoffe (IVW) GmbH ist eine der weltweit führenden Einrichtungen auf dem Gebiet der Verbundwerkstoffe. Wir erforschen die gesamte Wertschöpfungskette der Verbundwerkstoffe von den wissenschaftlichen Grundlagen bis zum Bauteil. Zum nächstmöglichen Termin schreiben wir folgende studentische Arbeit aus:

Projektarbeit (bei Interesse alternative Arbeitstypen durch Anpassung von Umfang/Schwerpunkt möglich) mit dem Titel:

Impacteigenschaften von Sandwichbauteilen bei in situ Schaumkernerzeugung

Sandwichbauteile ermöglichen durch die Kombination von hochfesten Deckschichten und einem leichten Kern, der diese auf Abstand hält, hervorragende Biegesteifigkeiten bei geringem Gewicht. Als Deckschichten werden häufig Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) eingesetzt, die durch Klebe- oder Aushärtungsprozesse an den separat vorgefertigten Sandwichkern angebunden werden. Kern- und Sandwichherstellung bilden somit zwei getrennte Prozesse. Das IVW arbeitet an einem neuartigen Herstellungsansatz für FKV-Sandwichbauteile, der sich auf Polyurethanschaum (PUR) als Kernmaterial stützt. Das PUR wird dabei als reaktive Masse in ein Werkzeug eingebracht, das mit „trockenen“, d.h. noch nicht mit Reaktionsharz imprägnierten Decklagen, bestückt ist. Der expandierende Schaum formt die trockenen Decklagen ab, die anschließend mit einem Infusionsharzsystem durchtränkt und zum FKV-Sandwichbauteil ausgehärtet werden. Bei dieser „in situ Schaumkernerzeugung“ bildet sich im Gegensatz zur konventionellen Anbindung der Decklagen an den Schaumkern ein anderes Interface zwischen Kern- und Deckschichten aus, da der expandierende Schaumkern die noch trockenen Decklagen zu einem gewissen Grad durchdringt. Gegenstand dieser experimentellen Arbeit ist es, diesen neuen Ansatz bei Auftreten von Schlag/Impactereignissen zu bewerten und den etablierten Verfahren gegenüberzustellen.

Inhalte der Arbeit:

• Darstellung des relevanten Standes der Technik (Sandwichbauteile in Aufbau, Herstellung und
• Anwendung; Studien zum Einfluss der Fügemethode auf die Performance von Sandwichbauteilen;
• Impactereignisse auf Sandwichbauteile; Versagensmodi und mögliche Prüfverfahren)
• Erarbeitung einer Parameterstudie zur Untersuchung der Impacteigenschaften mittels in situ
• Schaumkernerzeugung hergestellter Sandwichbauteile

1.  Definition des Parameterraums (Variation von Sandwichaufbau und Prüfparameter)
2.  Herstellung verschiedener Sandwichbauteile mit einem Laborwerkzeug
3.  Präparation der Prüfkörper, Durchführung von Impactprüfungen und deren Auswertung

• Präsentation aller Arbeitsinhalte und -ergebnisse in einer schriftlichen Ausarbeitung

Ihr Profil:

• Studium Maschinenbau und Verfahrenstechnik, Wirtschaftsingenieurwesen o.ä.
• Interesse am Bereich Faserverbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde
• Strukturierte und selbstständige Arbeitsweise