Stuttgart. „Bisherige Reparaturverfahren für kostenintensive FVK-Bauteile sind meist zeitintensiv, unflexibel und teuer“, erläutert DLR-Projektleiter Markus Kaden. Bei einem Schaden müssen nämlich größere Strukturen meist komplett ausgetauscht oder zumindest ausgebaut werden. „Da die Fasern lasttragend sind, also für den Zusammenhalt und die Belastbarkeit der Struktur sorgen, können wir hier nicht einfach bohren oder nieten. Sonst würden wir die Fasern noch weiter beschädigen“, erklärt Kaden. Die DLR-Entwickler haben stattdessen eine Art überdimensioniertes „Pflaster“ entwickelt, Patch genannt. Es besteht aus dem gleichen Material und hat die gleiche Faserausrichtung wie das zu reparierende Werkstück. Auf dem beschädigten Teil werden nun Materialschichten präzise und großflächig abgetragen. Unter Wärmezufuhr kann dann das Pflaster mit dem Bauteil nahtlos verbunden werden. Bei der DLR-Methode wird zum Abtragen des beschädigten Materials nicht wie bislang üblich ein Fräsgerät verwendet, sondern ein Laser. Dadurch kann nicht nur sehr präzise, sondern auch ohne Kühlung gearbeitet werden. „Es wirken keine Einspann- oder Druckkräfte auf die Struktur, und der Werkzeugverschleiß ist sehr gering“, erklärt Kaden die Vorteile. Zudem wird beim Erwärmen der Bauteile nur genau der Bereich erhitzt, der zusammengefügt werden muss. Das geschieht über ein Metallblech, das mittels Induktion erwärmt wird. Es wird mithilfe eines Vakuumaufbaus auf das Pflaster gepresst. Die Ingenieure am DLR haben zusätzlich zu dem neuen Verfahren eine mobile Reparaturstation entwickelt, mit der das Konzept demonstriert werden kann. Einige Unternehmen haben laut DLR bereits Interesse gezeigt, um die neue Methode für industrielle Anwendungen weiterzuentwickeln.
DLR
Pflaster soll defekte Bauteile heilen
Die schöne neue Welt faserverstärkter Kunststoffe (FVK) hat einen großen Haken: Beschädigungen lassen sich bislang nur mit großem Arbeitsaufwand und somit kostspielig reparieren – und manchmal auch gar nicht. Zudem leidet meist die Festigkeit des betroffenen Bauteils unter der Reparatur. Abhilfe bietet jetzt ein vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Stuttgart entwickeltes neues Reparaturverfahren.
