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Analyse und Optimierung des Korrosions- und Alterungsverhaltens von hybriden Strukturen aus Metallen und CFK

AiF-Nr.:

19246N

EFB-Nr.:

07/115

Kurztitel:

Grenzschichten

Laufzeit:

01.01.2017 - 31.12.2018

Forschungsstellen:

LiA Paderborn, LWF Paderborn, TMC Paderborn


Projektbeschreibung

Hybride Metall-CFK Strukturen besitzen ein großes Leichtbaupotenzial und sind daher besonders für den Automobilbau mögliche Lösungen für ressourceneffizientere Fahrzeuge. Die zeit- und kosteneffiziente Herstellung solcher hybriden Bauteile durch eine kombinierte Umformung und Aushärtung eines Prepregs ermöglicht zudem einen bezahlbaren Leichtbau für die Automobilindustrie. Für einen erfolgreichen und sicheren Einsatz hybrider Metall-CFK-Strukturen in der Serie müssen jedoch die Korrosions- und Alterungsmechanismen in der Grenzschicht solcher Bauteile hinreichend genau bekannt sein. Die Degradation der Adhäsion zwischen ausgehärteter CFK-Matrix und metallischem Bauteil wird zusätzlich aufgrund der stark unterschiedlichen elektrochemischen Potentiale der in Kontakt stehenden Einzelwerkstoffe (C-Fasern, Metalle) beeinflusst, weshalb es zu einem komplexen Korrosions- und Alterungsverhalten kommen kann.

In diesem Forschungsvorhaben sollen die Korrosions- und Alterungsvorgänge in der Grenzschicht zwischen Metall und CFK-Patch systematisch untersucht und optimiert werden. Die iterative Optimierung umfasst dabei entsprechende Oberflächenvorbehandlungsprozesse sowie den Prepregpressprozess selbst. Mittels kombinierten medial mechanischen Belastungen werden realistische Prüfungen zur Ermittlung der Korrosions- und Alterungseigenschaften durchgeführt. Die ermittelten Eigenschaften werden durch Prüfungen bauteilähnlicher Proben verifiziert. Durch die erzielten Projektergebnisse werden sowohl Anwender als auch Hersteller hybrider Strukturen, welche entlang der komplexen Wertschöpfungskette und aufgrund der bislang noch geringen Stückzahlen hybrider Bauteile häufig KMU sind, in die Lage versetzt, alterungs- und korrosionsstabile hybride Strukturen zur Verfügung zu stellen.


 

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