Integration textiler Strukturen in den Aluminium-Druckguss zur Realisierung integraler CFK-Aluminium-Verbindungen

Die Infiltrationsfähigkeit von Faserstrukturen mit Aluminium wurde anhand von metallographischen Schliffbildern und bildoptischen Auswertungstools untersucht. Der Infiltrationsgrad der Faserstrukturen ist maßgeblich von der textilen Architektur abhängig. Für die Gewebestrukturen konnte verifiziert werden, dass sowohl der Lagenaufbau (Anzahl der Lagen), als auch der Garnabstand die lokale Permeabilität und damit die Infiltrierbarkeit der Strukturen beeinflussen. Für die Herstellung von CFK-Aluminium-Übergangsstrukturen auf Basis von Glasfaserstrukturen, ist es notwendig die Charakteristik der Infiltration und Benetzung sowie die wesentlichen Parameter der textilen Architektur zu bestimmen. Daraus lassen sich Gestaltungsrichtlinien ableiten, die es dem Konstrukteur ermöglichen, eine fertigungstechnisch umsetzbare Struktur unter Ausnutzung der Eigenschaften des Verbundwerkstoffs zu entwickeln. Für hochbelastbare Strukturen sind vor allem ein hoher FVG bei gleichzeitig hohem Infiltrationsgrad entscheidend. Daher gibt es für die Anwendung einen optimalen textilen Aufbau, bei dem sich der Infiltrationsgrad der Strukturen bei gleichzeitig hohem FVG einstellen lässt. Dieser ist vorzugsweise durch einen größeren Garnabstand mit mehreren Lagen zu erzielen. Für die Anwendung von hochsteifen Keramikfasern wurde bisher eine unzureichende Infiltrationsqualität festgestellt. Eine genaue Quantifizierung des Infiltrationsgehaltes anhand der bildoptischen Verfahren wird in einem nächsten Schritt vorgenommen. Neben der Änderung der textilen Gestaltungsparameter, könnte ein Vorwärmen der Strukturen für eine bessere Infiltrationsqualität sorgen und somit den Einsatz von hochsteifen Keramikfasern in der Übergangsstruktur ermöglichen