| Titel | Kohlenstofffaserverstärkte duroplastische Kunststoffe für tribologisch beanspruchte Leichtbaustrukturen |
| Autor | M. Andrich, K. Kunze, N. Modler, E. Dohmen, A.Leson, M. Leonhardt, H.-J. Scheibe |
| Infos zum Autor | Autorenanschrift: M. Andrich, K. Kunze, N. Modler, E. Dohmen Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK), TU Dresden A. Leson, M. Leonhardt, H.-J. Scheibe Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) Dresden |
| Inhalt | Zusammenfassung Faserverstärkte Verbundwerkstoffe nehmen in der Technik aufgrund ihrer einstellbaren mechanischen Eigenschaften und gleichzeitig außerordentlicher Gestaltungsfreiheit einen hervorgehobenen Stellenwert ein. Das inhärente Potential faserverstärkter Kunststoffverbunde liegt dabei in der Möglichkeit, durch eine beanspruchungsgerechte Auswahl von Faser- und Matrixmaterialien sowie eine gezielte Konstruktion der Faserarchitektur ein einsatzspezifisches Eigenschaftsprofil zu entwickeln, welches neben mechanischen Einflussgrößen zunehmend von tribologischen Faktoren gekennzeichnet wird. Für eine Vielzahl von Anwendungen aus den verschiedensten Bereichen des Maschinenbaus haben sich textilverstärkte Verbundwerkstoffe schon erfolgreich etablieren können, was auch darauf zurückzuführen ist, dass diese Werkstoffe für funktionsintegrative Lösungen prädestiniert sind. So etwa werden neben elektrisch / elek-tronischen Komponenten auch tribologisch beanspruchte Bauelemente, wie Lager oder Führungen, während des Urformprozesses direkt in die Strukturen integriert. Eleganter und deutlich ökonomischer sind allerdings Lösungen, bei denen tribologische Systeme derartig strukturiert werden, dass ein wartungsfreier Betrieb auch ohne diskrete Gleitelemente möglich ist. Im Rahmen dieses Beitrages wird dargelegt, dass durch extrem harte Beschichtungen der Gegenkörper - etwa auf der Basis von DLC-Beschichtungen - im Kontakt mit Faserverbunden mit duromerer Matrix hochbeanspruchbare und wartungsfreie Tribokontakte realisierbar sind. Als Matrixmaterialien fungieren neben dem in der Technik bereits etablierten Epoxidharz auch Hochleistungsmatrices. Neben den Ergebnissen aus Standardversuchen werden auch erste Bauteilversuche an einem CFK-Leichtbaupleuel vorgestellt. Abstract Fibre-reinforced composites are becoming increasingly important in the lightweight technique due to their adjustable mechanical properties and their high degree of freedom of the design. The potential of fibre reinforced polymers is especially the possibility to develop a property profile specific to the application by selecting and using relevant fibre and matrix materials. Besides the design of mechanical components also the topic of tribology will be increasingly interesting. For a variety of applications from different areas of mechanical engineering composites were able to establish themselves successfully, due to the fact that these materials also are predestined for functionally integrative solutions. For example, in addition to electrical / electronic components also tribologically stressed components such as bearings or guides are directly integrated into the structures during the forming process. However more elegant and clearly more economic are solutions, in which tribological systems are structured such that a maintenance-free operation is possible without discrete sliding elements. This article will present that highly-stressed and maintenance-free tribocontacts can be realized due to extremely hard coatings of the counter body (for example on the basis of DLC-coatings) in contact to composites with thermosetting matrices. In addition to already well-established epoxy resins act high performance matrices as matrix materials. Apart from the results of standard tests also first component tests are presented. |
| Datum | 2014 |
