DIN 65672-2009 Aerospace - Continuous filament fibre reinforced laminates with non-reactive thermoplastics - Preparation of test panels Text in German and English《航空航天 连续丝纤维增强的非电抗热.pdf

1、Juli 2009DEUTSCHE NORM Normenausschuss Luft- und Raumfahrt (NL) im DINPreisgruppe 8DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 49.025.99!+YpD“8547733www.din.deDDIN 65672L

2、uft- und Raumfahrt Endlosfaserverstrkte Laminate mit nichtreaktivem Thermoplast Herstellen von Prfplatten; Text in Deutsch und EnglischAerospace Continuous filament fibre reinforced laminates with non-reactive thermoplastics Preparation of test panels; Text in German and EnglishAronautique et espace

3、 Stratifis renforcs de fils continus avec thermoplastiques non ractifs Prparation des panneaux dessais; Texte en allemand et anglaisAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 17 SeitenDIN 65672:2009-07 2 Inhalt Seite Vorwort 3 1 Anwendungsbereich . 3 2 No

4、rmative Verweisungen 3 3 Begriffe. 3 4 Formelzeichen und Einheiten. 3 5 Kurzbeschreibung des Verfahrens 4 5.1 Verfahren A 4 5.2 Verfahren B 4 6 Bezeichnung des Verfahrens . 4 7 Gerte und Hilfsmittel . 4 8 Werkzeuge . 5 8.1 Presswerkzeuge 5 8.2 Werkzeuge fr Autoklav- und Vakuumtechnik . 6 9 Herstelle

5、n der Prfplatten. 6 9.1 Vorbereitung 6 9.1.1 Vorbehandlung 6 9.1.2 Anzahl der Lagen fr Verfahren A . 6 9.1.3 Anzahl der Prepreg-Lagen 7 9.1.4 Verstrkungsfaseranteil der Prfplatten . 7 9.1.5 Lagenzuschnitt 7 9.1.6 Trennmittel. 8 9.2 Konsolidierung 8 10 Probenahme. 9 11 Prfbericht . 9 DIN 65672:2009-0

6、7 3 Vorwort Diese Norm wurde vom Normenausschuss Luft- und Raumfahrt (NL), NA 131-02-01 AA Faserverstrkte Kunststoffe“ erarbeitet. 1 Anwendungsbereich Diese Norm legt das Herstellen von Laminatprfplatten aus textilen Flchengebilden, UD-Erzeugnissen und nichtreaktivem Thermoplast fest. Aus den Platte

7、n werden entsprechend der Prfnorm Probekrpern entnom-men, die fr die Ermittlung der Kenndaten von endlosfaserverstrkten Thermoplasten und fr den Eigen-schaftsnachweis der Laminat- und Kernverbundeigenschaften bestimmt sind. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwen

8、dung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 61850, Textilglas und Verarbeitungshilfsmittel Begriffe 3 Begriffe Fr di

9、e Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach DIN 61850 und die folgenden Begriffe. 3.1 Konsolidierung Verdichten des aus mehreren Einzellagen bestehenden Geleges 4 Formelzeichen und Einheiten b Breite des Laminates mm d Dicke des Laminates mm l Lnge des Laminates mm mFflchenbezogene Masse d

10、es textilen Flchengebildes g/m2mMflchenbezogene Masse der Matrix g/m2MMMasse der Matrix g nFAnzahl der Lagen an textilen Flchengebilden nMAnzahl der Matrixlagen FDichte der Verstrkungsfaser g/cm3DIN 65672:2009-07 4 MDichte der Thermoplastmatrix g/cm3FVerstrkungsfaser-Masseanteil des Laminates % FVer

11、strkungsfaser-Masseanteil des Prflaminates % VVerstrkungsfaser-Volumenanteil % Volumenanteil 5 Kurzbeschreibung des Verfahrens 5.1 Verfahren A Textile Flchengebilde werden mit einer entsprechenden Anzahl von Folien-Lagen aus nichtreaktivem Thermoplast zu einem Laminat und anschlieend in einem Pressw

12、erkzeug unter Druck und Temperatur-einwirkung nach den Verarbeitungsrichtlinien des Folienherstellers zu Prfplatten verarbeitet. 5.2 Verfahren B Prepregs (vorimprgnierte textile Flchengebilde und UD-Erzeugnisse) und Hybridgewebe (Gewebe mit Verstrkungs- und Matrixfasern) werden unter Druck- und Temp

13、eratureinwirkung nach der Verarbeitungs-anweisung des Prepreg- bzw. Matrixherstellers zu Prfplatten verarbeitet. 6 Bezeichnung des Verfahrens Prfplatte DIN 65672 ABenennung Norm-Hauptnummer Kennbuchstabe des Verfahrens nach Abschnitt 5 7 Gerte und Hilfsmittel Fr die Verfahren A und B wird eine hydra

14、ulische oder mechanische Presse, ein Autoklav oder eine Einrichtung fr die Vakuumfertigung bentigt. Die Anlagen mssen mit einer regelbaren Temperatur- und Drucksteuerung ausgerstet sein. Soweit werkstoffbezogen keine anderen Vereinbarungen getroffen werden, mssen die Anlagen geeignet sein, die Tempe

15、ratur mit einer Grenzabweichung von 5 C und den Pressdruck mit einer Grenzabweichung von 5 % einzuhalten. Zur berwachung der Herstellparameter Temperatur, Zeit und Druck mssen die Anlagen mit einer ge-eigneten Messeinrichtung ausgerstet sein. Bei einer Autoklav- oder Vakuumfertigung muss zustzlich e

16、in Vakuummessgert vorhanden sein. DIN 65672:2009-07 5 8 Werkzeuge 8.1 Presswerkzeuge Fr das Herstellen von Prfplatten in einer Presse werden Presswerkzeuge nach Bild 1 oder Bild 2 eingesetzt. Das zu verwendende Presswerkzeug ist zwischen Hersteller und Besteller zu vereinbaren. Lnge und Breite der d

17、rckenden Flche des Presswerkzeuges mssen so gro sein, dass Prfplatten von mindestens 150 mm 150 mm hergestellt werden knnen. Die formgebenden Flchen (fr die Formgebung der Prfplatte bestimmenden Flchen) des Presswerkzeuges mssen gehrtet, geschliffen und mglichst hartverchromt sein. Die untere formge

18、bende Flche muss eine Markierung haben, die sich beim Pressen auf der Prfplatte abbildet, um nach dem Pressvorgang die Prfplattenunterseite identifizierbar zu machen. Die Markierung auf der Prfplatte darf die nachfolgenden Prfungen nicht strend beeinflussen. Das Presswerkzeug Typ 1 nach Bild 1 ist v

19、orzugsweise anzuwenden. Die Hhe des Rahmens muss so gro sein, dass ein Fllraum entsteht, in den das geschichtete Material in einem Arbeitsgang eingebracht werden kann. Mae in Millimeter Legende 1 Stempel 2 Rahmen 3 Lagenpaket 4 Gesenk aumlaufend Bild 1 Presswerkzeug Typ 1 Das Presswerkzeug Typ 2 nac

20、h Bild 2 besteht aus zwei planparallelen Pressplatten (offenes Werkzeug). DIN 65672:2009-07 6 Legende 1 Pressplatte 2 Lagenpaket Bild 2 Presswerkzeug Typ 2 8.2 Werkzeuge fr Autoklav- und Vakuumtechnik Fr das Herstellen der Prfplatten werden eine druckdichte Grundplatte fr den Aufbau, Abdeckplatten u

21、nd diverse Hilfsstoffe (Vakuumfolie, Trennmittel, Dichtbnder usw.) bentigt, siehe Bild 3. a) Lnge und Breite der drckenden Flche der Abdeckplatte mssen so gro sein, dass Prfplatten von mindestens 150 mm 150 mm hergestellt werden knnen. b) Die formgebenden Flchen (fr die Formgebung der die Prfplatte

22、bestimmenden Flchen) der Grund- und Abdeckplatten sollten gehrtet, mssen aber geschliffen und mglichst hartverchromt sein. c) Die untere formgebende Flche muss eine Markierung haben, die sich beim Pressen auf der Prfplatte abbildet, um nach dem Pressvorgang die Prfplattenunterseite identifizieren zu

23、 knnen. Die Markierung auf der Prfplatte darf die nachfolgenden Prfungen nicht strend beeinflussen. 9 Herstellen der Prfplatten 9.1 Vorbereitung 9.1.1 Vorbehandlung Wenn nicht anders festgelegt, ist keine Vorbehandlung, z. B. Trocknen oder Entschlichten des Halbzeuges, vorzunehmen. 9.1.2 Anzahl der

24、Lagen fr Verfahren A 9.1.2.1 Anzahl der Lagen an textilen Flchengebilden Die erforderliche Lagenanzahl fr eine bestimmte Laminatdicke und einen bestimmten Verstrkungsfaser-Masseanteil kann nach Gleichung (1) berechnet werden: )100(FFMFFFMFF+=mdn (1) DIN 65672:2009-07 7 Die nach dieser Gleichung ermi

25、ttelte Lagenanzahl ist so auf- oder abzurunden, dass der Verstrkungsfaser-Masseanteil der Prfplatte nach 9.1.4 in Verbindung mit der Forderung der Prfnorm bezglich der Prf-plattendicke eingehalten wird. 9.1.2.2 Berechnung der Matrixmasse Die erforderliche Anzahl an Matrixlagen bei gegebener flchenbe

26、zogener Masse der Matrix wird wie folgt berechnet: MFFFFM)100(mnmn=(2) Die Berechnung der flchenbezogenen Masse der Matrix fr den Idealfall nM= nF+ 1 erfolgt wie folgt: )1()100(FFFFFM+=nnmm(3) Die Berechnung der einzusetzenden Masse der Matrix erfolgt nach Gleichung (4): ( )FFFFM100=blnmM (4) 9.1.3

27、Anzahl der Prepreg-Lagen Die erforderliche Anzahl der Prepreg-Lagen fr eine bestimmte Laminatdicke (effektive Prepregdicke) darf nach Herstellerangaben berechnet werden. ANMERKUNG Die Prfplatte sollte symmetrisch aufgebaut sein, da sonst ein Verzug der Prfplatte auftritt. 9.1.4 Verstrkungsfaserantei

28、l der Prfplatten Der Verstrkungsfaser-Masseanteil oder -Volumenanteil der Prfplatten muss den Angaben der zutreffenden Werkstoffnorm entsprechen. Die Umrechnung des Verstrkungsfaser-Masseanteils in den Verstrkungsfaser-Volumenanteil kann nach Gleichung (5) vorgenommen werden: FFMFMFV)1()( +=(5) 9.1.

29、5 Lagenzuschnitt Fr die Herstellung der Prfplatte sind die Einzellagen in Abhngigkeit vom verwendeten Presswerkzeug zuzuschneiden: Typ 1: Lnge und Breite 1 mm krzer als die des Stempels; Typ 2: Lnge und Breite mindestens 10 mm krzer als die der Pressplatte. Die textilen Flchengebilde oder Prepregs s

30、ind fadenparallel zuzuschneiden. Bei groben Geweben darf entlang eines Fadens, bei feinen Geweben erst nach Herausziehen eines Fadens zugeschnitten werden. An den Schnittkanten sind einige Randfasern zu entfernen, damit beim Schichten der Lagen diese Fasern nicht durch Herausfallen die Faserorientie

31、rung beeintrchtigen. Bei jedem Zuschnitt ist darauf zu achten, dass eine Unterscheidung in Kett- und Schussrichtung mglich ist. DIN 65672:2009-07 8 9.1.6 Trennmittel Als Trennmittel zwischen Presswerkzeug und den zugeschnittenen Lagen sind Trennfolien oder flssige Trennmittel nach Herstellerangaben

32、anzuwenden. Trennmittel sind so zu whlen, dass sie die Eigenschaften der Prfplatten nicht beeinflussen und leicht zu entfernen sind. Dies ist besonders wichtig, wenn elektrische Eigenschaften, Verhalten bei Flammeinwirkung usw. beurteilt werden sollen. 9.2 Konsolidierung Die Konsolidierungsbedingung

33、en (Temperatur, Druck/Vakuum, Aufheiz- und Verweilzeit) hngen von den verwendeten Werkstoffen ab und sind nach den Verarbeitungsanweisungen des Herstellers zu whlen, wobei die Grenzabweichungen einzuhalten sind. Die Dicke der Platten richtet sich nach den Festlegungen in den anzuwendenden Prfvorschr

34、iften. Die Temperatur muss whrend des gesamten Pressvorgangs mittels Messfhler am Presswerkzeug mglichst nahe am Laminat berwacht werden. Die Temperatur ber der gesamten formgebenden Flche des Presswerkzeuges darf hchstens um 5 C vom Nennwert abweichen. Sofern nicht anders vereinbart oder in den Prf

35、vorschriften festgelegt, darf die Prfplatte erst aus dem Presswerkzeug entnommen werden, wenn sie abgekhlt ist, um Verformungen zu vermeiden. Bei der Konsolidierung im Autoklav oder mit dem Vakuumtisch sind die vorbereiteten Einzellagen auf einer Grundplatte zu stapeln und anschlieend mit einer Abde

36、ckplatte zu versehen. Diese Pressplatten sind auf den Kontaktflchen mit Trennmittel zu versehen und mit einem Drucksack abzudecken. Anschlieend ist Vakuum zu erzeugen. Nach Erreichen des erforderlichen Vakuums ist entsprechend den Herstellerangaben aufzuheizen. Im Autoklav darf zustzlich noch Druck

37、aufgebracht werden. Legende 1 Lagenpaket 6 Vakuum-Messstutzen 2 Drucksack 7 Thermoelement 3 Abdeckplatte 8 Grundplatte 4 Trennmittel 9 Belftungsstutzen 5 Dichtbnder 10 Vakuum-Anschluss Bild 3 Aufbau fr Autoklav- und Vakuumtechnik DIN 65672:2009-07 9 10 Probenahme Die Angaben zum Aufteilen der Prfpla

38、tten in Probekrper sind der zutreffenden Prfnorm zu entnehmen. Forderungen, z. B. nach Lage der Gewebe-Kettrichtung oder der Faserlngsrichtung bezglich der Proben-achsen, mssen eingehalten werden. Auch mssen Markierungen aus der Prfplattenherstellung auf die Probekrper bertragen werden. Das Aufteile

39、n der Prfplatten zu Probekrpern sowie eine erforderliche Weiterbearbeitung der Probekrper fr das Prfen hat mit groer Sorgfalt und mit geeigneten Werkzeugen zu erfolgen. Die Erwrmung der Prfplatte sowie der Probekrper infolge Reibung muss mglichst gering gehalten werden. Die Schnitte sind geradlinig

40、und rechtwinklig zur Prfplattenebene auszufhren. Die erforderlichen Probekrper mssen mglichst aus einer Prfplatte entnommen werden. Der Randabfall ist so zu whlen, dass ein homogener Laminataufbau sichergestellt ist. 11 Prfbericht Der Prfbericht muss folgende Angaben enthalten: Nummer der vorliegend

41、en Norm; Vollstndige Bezeichnung der Werkstoffe (Matrix, Verstrkungsfaser, Verstrkungsart), einschlielich Typ, Herstellercode, Herstelldatum, Chargennummer, Rollennummer, Werkstoffnorm usw.; Einzelheiten der Werkstoffvorbehandlung (Trocknen, Entschlichten); Fertigungsmittel (Presse, Autoklav, Vakuum

42、tisch, Presswerkzeug); Einzelheiten zur Prfplatte (Aufbau, Lagenanzahl, Orientierung); vollstndige Angaben zur Art der Herstellung und zu den Konsolidierungsbedingungen (Pressdruck, Aufheizgeschwindigkeit, Konsolidierungszeit, Temperatur, Abkhlrate); Mae der Prfplatte; Herstelldatum; von dieser Norm

43、 abweichende oder vereinbarte Bedingungen. DIN 65672:2009-07 10 Contents Page Foreword. 11 1 Scope 11 2 Normative references 11 3 Terms and definitions . 11 4 Symbols and units. 11 5 Principle . 12 5.1 Method A 12 5.2 Method B 12 6 Method designation. 12 7 Apparatus and auxiliary devices 12 8 Tools.

44、 12 8.1 Pressing tools 12 8.2 Tools for autoclave and vacuum technology 14 9 Preparation of the test panels 14 9.1 First steps 14 9.1.1 Pre-treatment . 14 9.1.2 Number of layers for Method A 14 9.1.3 Number of prepreg layers. 15 9.1.4 Reinforcing fibre content of the test panels . 15 9.1.5 Layer cut

45、ting 15 9.1.6 Parting means 16 9.2 Consolidation. 16 10 Sampling 17 11 Test report 17 DIN 65672:2009-07 11 Foreword This standard has been prepared by the Aerospace Standards Committee (NL), NA 131-02-01 AA “Fibre-reinforced plastics”. 1 Scope This standard specifies the preparation of laminate test

46、 panels from textile fabrics, UD products and non-reactive thermoplastics. From the panels test specimen are taken in accordance with the test standard, the specimens being intended for the determination of the characteristics of continuous filament fibre reinforced thermoplastics and for verifying

47、the laminate and sandwich properties. 2 Normative references The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendment

48、s) applies. DIN 61850, Textile glass products and auxiliary products Terms and definitions 3 Terms and definitions For the purposes of this document, the terms and definitions given in DIN 61850 and the following apply. 3.1 consolidation compaction of the fabric consisting of several individual layers 4 Symbols and units b laminate width mm d laminate thickness mm l laminate length mm mFmass per unit area of textile fabric g/m2mMmass per unit area of matrix g/m2MMmatrix mass g nFnumber of textile fabric layers nMnumber of matrix layers Fdensity of reinforcing fibr