Grundlagen
Am Anfang des Lehrgangs steht die Einführung in das Themengebiet der faserverstärkten Kunststoffe (FVK). Die Teilnehmer lernen die Besonderheiten der Materialien in Theorie und Praxis kennen und verstehen. Dieser Kursteil vermittelt Kenntnisse über die verschiedenen Komponenten (Fasern, Matrixmaterialien, Kernwerkstoffe, Füllstoffe), aus denen Faserverbundkunststoffe bestehen, und ihren Einfluss auf die späteren Bauteileigenschaften. Unterschiede zwischen Thermoplasten und Duromeren werden genauso angesprochen wie typische Merkmale und Eigenschaften verschiedener Fasermaterialien. Darüber hinaus werden die Besonderheiten beim Bearbeiten von FVK diskutiert sowie in den umfangreichen praktischen Lehrgangseinheiten die Vor- und Nachteile der verschiedenen Fügetechniken für FVK (z.B. Kleben, Schrauben) vorgestellt.
Einflussfaktoren
Um die Bauteileigenschaften gezielt an die spezifischen Anforderungen anpassen zu können, sind Kenntnisse über alle möglichen Einflussfaktoren und deren Effekte auf das fertige Produkt unerlässlich. Die Teilnehmer lernen daher, grundlegende Auswirkungen der einzelnen Komponenten des Verbundwerkstoffs (Matrixmaterial, Faserart, textiles Halbzeug) auf die späteren Bauteileigenschaften einzuschätzen und diese Erkenntnisse bereits in die Planung des Fertigungsprozesses einfließen zu lassen. Darüber hinaus wird vermittelt, dass hierbei nicht nur die Art der Komponenten einen essenziellen Einfluss hat, sondern auch ihr prozentualer Anteil und ihre räumliche Verteilung. Kenntnisse über den optimalen Laminataufbau und die Bauteilgeometrie werden zudem behandelt, um das Zusammenspiel von Fasern und Matrix bestmöglich ausnutzen zu können.
Fertigungsverfahren
Die Teilnehmer werden in die Grundlagen der manuellen sowie maschinellen Fertigungstechnik in Theorie und Praxis eingeführt. Neben den Handlaminieren werden Besonderheiten moderner Fertigungsverfahren wie Thermoplastverarbeitung, Vakuuminfusionstechnik, RTM, Pressverfahren, Autoklavtechnik, Wickelverfahren und Pultrusion vermittelt. Es wird dargelegt, welchen Einfluss die Wahl der Matrix auf den Produktionsprozess von FVK ausübt und welche Randbedingungen im Fertigungsprozess eingehalten werden müssen. Es wird diskutiert, wie neben der Wahl von Ausgangsstoffen und Laminataufbau auch das Herstellungsverfahren die späteren Bauteileigenschaften beeinflusst. Darüber hinaus wird das Erkennen und Vermeiden von Fehlerquellen behandelt.
Arbeits- und Umweltschutz
Die grundlegenden Regeln zur Erkennung potenzieller Gefahren beim Umgang mit Fasern und Kunststoffkomponenten sowie den im Herstellungsprozess eingesetzten Hilfsstoffen werden vermittelt. Außerdem wird auf den zweckmäßigen Einsatz von Arbeitsmitteln und Schutzausrüstung eingegangen.
Reparaturmethoden
Um eine fachgerechte Reparatur durchführen zu können, ist die exakte Ermittlung des Schadensausmaßes unerlässlich. Die Teilnehmer lernen daher, typische FVK-Schadensbilder zu erkennen sowie mögliche Schadensquellen zu identifizieren. Sie erlangen das Basiswissen über zerstörungsfreie und zerstörende Prüfmethoden. Neben den notwendigen Vorarbeiten zu einer fachgerechten Instandhaltung wie z. B. Schadensentfernung und Oberflächenvorbereitung werden unterschiedliche Strategien zur Reparatur von Faserverbundbauteilen theoretisch erläutert und anhand von praktischen Übungen gefestigt.
Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM
