Analyse von reinfiltrierten Schäden in Faserverbundkunststoffen - Eine Machbarkeitsstudie zur Reparatur von Impactschäden am Beispiel von beschädigten CFK-Strukturen

Faserverstärkte Kunststoffe haben sich in den letzten Jahren, insbesondere bei einer Vielzahl moderner Strukturanwendungen, zu einer wichtigen Werkstoffklasse entwickelt. Ein großer Vorteil ist die erstklassige mechanische Performance bei geringem Materialgewicht. Nachteilig ist der nach wie vor hohe Aufwand, der zur Reparatur dieser Materialien nötig ist. Deshalb wird ein neues Reparaturverfahren für sogenannte Impactschäden untersucht, welches einen vergleichsweise geringen Aufwand erfordert. Zu Versuchszwecken werden Probeplatten aus carbonfaserverstärktem Kunststoff hergestellt und mit einem Pendelhammer beschädigt. In die beschädigten Proben wird dann über eine Zugangsbohrung das Reparaturharz injiziert, welches die Bruchstellen wieder verschließt. Am Ende werden die Eigenschaften von unbeschädigten, beschädigten und reparierten Proben miteinander verglichen. Dass diese Reparaturmethode grundsätzlich funktioniert, wird in dieser Arbeit sowohl durch mechanische Tests als auch durch optische Messverfahren wie Ultraschallaufnahmen und dreidimensionale Verformungsmessungen nachgewiesen.

Sebastian Neßlinger hat nach seiner Ausbildung zum Fluggerätmechaniker an der HAW Hamburg Flugzeugbau studiert. Er beschäftigte sich in verschiedenen Forschungsprojekten mit Strukturen aus Faserverbundkunststoffen und deren Reparaturmöglichkeiten. Mit dieser Masterarbeit erreichte der Autor 2016 das Finale des Hamburg-Aviation-Nachwuchspreises.