Es werden die Möglichkeiten untersucht, bereits im Flugzeugbau verwendete Verbundwerkstoffe auch im Schiffbau anzuwenden, insbesondere für den Bau von schnellen Schiffen. Verbundwerkstoffe sind Werkstoffe, die aus einer Kombination mindestens zweier, vorwiegend nicht metallischer Komponenten bestehen, spezieller definiert, faserverstärkte Kunststoffe oder Sandwichstrukturen. Im Schiffbau kommen hauptsächlich Glasfasern, Aramidfasern, Kohlenstofffasern, Polyesterharz, Vinylesterharz und Epoxiyharz zur Anwendung. Dichte, Zugfestigkeit und E-Modul dieser Werkstoffe sind in einer Tabelle angeührt. Durch Einbettung der Fasern in die Matrix lassen sich konkrete Verbundwerkstoff-Bauteile herstellen. Solche Werkstoffe ermöglichen es mit nur einem Grundmaterial (Faser+Harz) und gezielte Ausrichtung der Fasern und geschickte Anordnung der Lagen, Bauteilbereiche bewusst zu verstärken(steifer, fester) oder weicher auszulegen.Sie ermöglichen eine Integralbauweise (Einbeziehung von Versteifungen in die Gesamstruktur) und dadurch Verringerung der Bauteile und Baugruppen, Entfallen von Verbindungselementen(Nieten, Winkel) und dadurch letztendllich eine Gewichtseinsparung. Besonders effektiv sind Sandwichkonstruktionen, eine Kombination von faserverstärkten Kunststoffen mit Kernmaterialien. Dabei wird durch die Faserverbundwerkstoffe der Deckschicht eine hohe Festigkeit und durch den leichten Kern zwischen den Deckschichten eine hohe Steifigkeit erreicht. Als Kernwerkstoff werden Schäume, Waben- oder Faltstrukturen verwendet. Die Decklagen werden auf die Schäume auflaminiert oder wie metallische Decklagen mit ihen verklebt. Zunehmend werdenb auch geschäumte Metalle angeboten, die sich durch einen Dichtegradienten über die Dicke auszeichnen. So können z.B. Platten aus geschäumten Aluminium im Oberdeckbereich verwendet werden. Sie sind leicht, sehr steif und lassen sich miteinander verschweißen. Der Stand der Verwendung von Faserverbundstoffe in der zivilen Luftfahrt wird ausführrlich beschrieben, wo sie schon seit geraumer Zeit im Einsatz sind (z.B. Seitenruder, Landeklappen, Fußbodenträger, Druckdom, J-Nase, Center Wing Box beim Airbus). Abschließend wird der Stand des Einsatzes von Verbundwerkstoffen im maritimen Bereich beschrieben, wobei klar zwischen Boots- und Yachtbau, Großschiffbau, schnellen Schiffe und militärischen Anwendungen unterschieden wird, wobei Faserverbund-Werkstoffe im Großschiffbau in geringerem Maße zur Anwendung kommen (wie z.B. Schornsteinverkleidungen, Masten, Ausstattung von Fahrgastschiffen) und keine tragenden Verbände daraus hergestellt sind, wie bei den anderen drei Einsatzbereichen. Zukunftsträchtig sind dabei vor allem aufgeschäumte Metallplatten. Insgesamt wird eingeschätzt, dass der Anteil von Faserverbundwerkstoffen für sekundäre Schiffsstrukturen, die durch spezialisierte Fremdfirmen geliefert werden, ständig steigen wird.
Verbundwerkstoffe - Werkstoffe im Flugzeugbau, auch Werkstoff der Zukunft für schnelle Schiffe?
Composite materials - materials in the aircraft construction - also material of the future for high-speed vessels?
Schiffbauforschung ; 41 , 2 ; 55-67
2002
13 Seiten, 13 Bilder, 1 Tabelle, 22 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
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|SLUB | 1985
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