DE102006046518A1

DE102006046518A1 - Verfahren zum Beschichten eines Substrates

Info

Publication number: DE102006046518A1
Application number: DE102006046518A
Authority: DE
Inventors: Rainer Kocik; Peter Knepper; Thomas Warda
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2026-09-30
Also published as: DE102006046518B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Beschichten eines Substrates 8, insbesondere eines faserverstärkten Kunststoffbauteils, wobei auf einen auf einer Trennfolie 1 aufgebrachten, nicht ausgehärteten Harzfilm 2 eine Schutzschicht 7, bevorzugt mittels thermischen Spritzens, aufgebracht wird, und anschließend der Harzfilm 2 nach Entfernen der Trennfolie 1 auf das Substrat 8 aufgebracht und ausgehärtet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Beschichten eines Substrates, insbesondere eines faserverstärkten Kunststoffbauteils, auf ein Verfahren zum Herstellen eines beschichteten Harzfilmes sowie auf ein durch diese Verfahren beschichtetes, faserverstärktes Kunststoffbauteil.
Beschichtungen werden zu vielfältigen Zwecken auf diverse Substrate aufgebracht. Obwohl auf beliebige Substrate anwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik in Bezug auf carbonfaserverstärkte Kunststoffbauteile (CFK-Bauteile) im Luft- und Raumfahrtbereich näher erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Anwendung auf carbonfaserverstärkte Kunststoffbauteile beschränkt, sondern kann auf viele unterschiedliche Substrate, insbesondere faserverstärkte Kunststoffe, angewandt werden.
Carbonfaserverstärkte Kunststoffbauteile werden für eine Verwendung in einem Flugzeug beispielsweise zum Schutz vor Verschleiß, zum Erosionsschutz, zum Blitzschutz, zum Korrosionsschutz, zum Schutz vor zu hohen Temperaturschwankungen oder aus Wärmedämmungsgründen beschichtet. Vorteilhafterweise können diese Beschichtungen durch thermisches Spritzen aufgebracht werden. Es sind jedoch auch andere Abscheidungsmethoden denkbar. Die Erfindung bezieht sich daher nicht ausschließlich auf eine Beschichtung durch thermisches Spritzen, sondern ist auch auf andere Beschichtungsmethoden anwendbar. Durch das Verfahren des thermischen Spritzens ist es möglich, die unterschiedlichsten Materialien auf Substrate aufzubringen. So sind beispielsweise die meisten Metalle bzw. Metall legierungen einem thermischen Spritzen zugänglich, ebenso wie diverse Keramiken und Kunststoffe.
Zum Aufbringen von Metallen oder deren Legierungen durch thermisches Spritzen kann beispielsweise ein Draht oder ein Pulver des Metalls oder der Legierung in einem Elektrobogen (beim Lichtbogenspritzen) oder einer Sauerstoff-Brenngas-Flamme (beim Draht- oder Pulverflammspritzen) geschmolzen werden. Unter Verwendung von Druckluft oder einem inerten Gas werden die geschmolzenen Partikel dann mit hoher Geschwindigkeit auf das Substrat beschleunigt. Eine andere Form des thermischen Spritzens schließt ein Plasma als thermische Energiequelle zum An-/Aufschmelzen der Spritzpulverpartikel ein (beim Plasma- bzw. Hochgeschwindigkeitsplasmaspritzen).
Die Beschleunigung der Partikel kann auch durch das Verbrennen eines brennbaren Gases mit Sauerstoff in einem begrenzten Volumen und dessen Expansion durch eine Düse erfolgen, wodurch ein Hochgeschwindigkeitsstrom entsteht, in den ein Pulver über einen gerichteten Gasstrom eingeführt wird (beim Hochgeschwindigkeitsflammspritzen, HVOF).
Die Anhaftung der Partikel ist proportional zur Energie, welche diese Partikel besitzen. Die Energie kann sowohl in Form von thermischer Energie, das heißt in Form erhitzter Teilchen, als auch in Form von kinetischer Energie, das heißt in Form von hochbeschleunigten Teilchen, vorliegen. Die Geschwindigkeit der Teilchen kann leicht Überschallgeschwindigkeit erreichen. Beim thermischen Spritzen besitzen die Partikel sowohl eine hohe thermische als auch eine hohe kinetische Energie. Diejenigen Teilchen, welche zuerst auf die zu beschichtende Oberfläche auftreffen, bilden eine Basis für die weiteren abzuscheidenden Schichten.
Ein Problem beim Beschichten von CFK-Bauteilen besteht jedoch in der schlechten Anhaftung der thermisch gespritzten Schichten auf der Oberfläche des CFK-Bauteils. Um diesen Nachteil auszugleichen, wurden verschiedene Verfahren vorgeschlagen. Beispielsweise kann die Oberfläche des CFK-Bauteils mittels Korundstrahlen aufgeraut werden, um eine bessere Anhaftung der thermisch aufgespritzten Schicht zu erreichen. Hierbei werden jedoch teilweise die Fasern freigelegt und es kann zu einer Beschädigung der strukturmechanischen Eigenschaften des Bauteils führen. Zusätzlich kann es bei Kontakt der Fasern mit einer metallischen Spritzschicht zu einer galvanischen Korrosion kommen, wenn ein Elektrolyt vorliegt.
Bei direkter Auftragung einer Beschichtung mittels thermischen Spritzens oder auch bei Auftragung einer haftvermittelnden Zwischenschicht mittels thermischen Spritzens wird das CFK-Bauteil zudem einer hohen thermischen Belastung ausgesetzt. Diese hohe thermische Belastung kann ebenfalls bereits bei der Herstellung des beschichteten CFK-Bauteils zu dessen Beschädigung führen. Ferner muss bei Aufbringen mehrerer Schichten zwischen den einzelnen Schritten des Aufbringens einer Schicht das Substrat abgekühlt werden, wodurch die direkte Beschichtung von CFK-Bauteilen sehr zeitintensiv ist.
Der Anmelderin sind weitere Verfahren bekannt, bei denen beispielsweise eine Zwischenschicht aus Harz direkt auf das CFK-Bauteil aufgetragen wird, bevor auf diese Zwischenschicht die endgültige Beschichtung aufgebracht wird. In dieser Zwischenschicht aus Harz können zusätzlich noch Partikel zugemischt werden, welche als Haftvermittler dienen sollen. Nach der Aushärtung des Harzes wird ein Teil der Zwischenschicht wieder abgetragen, um eingebettete Partikel des Harzes freizulegen und um das Harz aufzurauen. Auch dieses Verfahren besitzt jedoch den Nachteil, dass das CFK-Bauteil beim Beschichten nach wie vor einer hohen thermischen Belastung ausgesetzt wird. Zudem erfordert es weitere Verfahrensschritte.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Beschichten eines Substrates bereitzustellen, das diese Nachteile beseitigt und in wenigen Verfahrensschritten eine Beschichtung auf einem Substrat bereitstellt, die eine hohe Adhäsionsfähigkeit zur Oberfläche des Substrates zeigt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11, sowie durch ein Bauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 gelöst.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Beschichten eines Substrates, insbesondere eines faserverstärkten Kunststoffbauteils mit folgenden Schritten bereit: Bereitstellen eines auf einer Trennfolie aufgebrachten, nicht ausgehärteten Harzfilmes; Aufbringen zumindest einer Schutzschicht auf dem nicht ausgehärteten Harzfilm; Entfernen der Trennfolie von dem Harzfilm zum Freilegen einer Anbindungsfläche des Harzfilmes; Aufbringen des Harzfilmes mit der freigelegten Anbindungsfläche auf das zu beschichtende Substrat; Aushärten des Harzfilmes zum Anhaften des Harzfilmes an das Substrat.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, dass eine Schutzschicht oder Beschichtung zuerst auf einen Harzfilm aufgebracht wird und dieser anschließend mit einem Substrat in Verbindung gebracht wird, auf dem der Harzfilm ausgehärtet wird.
Durch das getrennte Aufbringen der Schutzschicht auf den Harzfilm, der nicht ausgehärtet ist, ergeben sich mehrere Vorteile. Zum einen kann das Aufbringen der Schutzschicht auf den Harzfilm unter Bedingungen erfolgen, die schädlich für das Substrat sein könnten. Insbesondere kann der Harzfilm kurzfristig höheren Temperaturen ausgesetzt werden als diese für ein Substrat verträglich sein könnten.
Des Weiteren muss lediglich ein dünner Harzfilm und nicht ein teilweise äußerst umfangreiches, das heißt voluminöses, Bauteil, das beschichtet werden soll, in eine Beschichtungsma schine eingebracht werden. Das Aufbringen der Beschichtung auf den Harzfilm und das Aufbringen des beschichteten Harzfilms auf das Substrat kann an unterschiedlichen Orten erfolgen. So können Beschichtungen für größere Bauteile überall bereitgestellt werden, ohne dass die Bauteile selbst zu dem Ort der äußerst teueren Beschichtungsvorrichtungen gebracht werden müssen.
Zu Beginn des Verfahrens wird ein Harzfilm auf einer Trenn- oder Schutzfolie bereitgestellt. Die Trennfolie soll dabei die entsprechende anzuhaftende Seite des Harzfilms vor einer Anhaftung an beliebige Substrate verhindern. Wenn der Harzfilm dann auf ein Substrat aufgebracht werden soll, kann die Trennfolie entfernt werden, um diese Seite des Harzfilms freizulegen.
Auf die der Trennfolie gegenüber liegende Seite des Harzfilms wird anschließend eine Schutzschicht aufgebracht. Diese aufgebrachte Beschichtung ist eine Schutzschicht für das zu beschichtende Substrat. Die Schutzschicht kann zum Schutz vor Verschleiß, zum Erosionsschutz, zum Blitzschutz, zum Korrosionsschutz, zum Schutz vor zu hohen Temperaturschwankungen oder aus Wärmedämmungsgründen vorgesehen werden.
Zum Aufbringen des mit der Schutzschicht beschichteten Harzfilms auf ein Substrat, insbesondere ein faserverstärktes Kunststoffbauteil, wird die Trennfolie von dem Harzfilm entfernt. Dadurch wird die eine Seite des Harzfilms freigelegt. Da der Harzfilm nicht ausgehärtet ist, besitzt die freigelegte Fläche des Harzfilms bereits eine gewisse Anhaftung an das Substrat. Das Harz klebt an dem Substrat. Dabei wird die zuvor von der Trennfolie geschützte und nun freigelegte Fläche des Harzfilms auf das Substrat aufgebracht.
Durch Aushärten des Harzfilms wird die Anhaftung an das Substrat erhöht und auch die Anhaftung der Schutzschicht nochmals verbessert. Der Schutzfilm besitzt somit eine ausge zeichnete Anhaftung an das Substrat über den ausgehärteten Harzfilm.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein faserverstärktes Kunststoffbauteil, insbesondere für ein Luft- oder Raumfahrzeug, das nach dem oben beschriebenen Verfahren herstellbar ist.
In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung.
In Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung soll unter einem „nicht ausgehärteten Harzfilm" ein Harzfilm verstanden werden, der noch nicht vollständig ausgehärtet ist. Das heißt, der Harzfilm kann noch weiter ausgehärtet werden. Ein nicht ausgehärteter Harzfilm kann ein Harzfilm sein, der noch keinem Härten unterworfen wurde, ein Harzfilm, der teilweise ausgehärtet ist, oder ein Harzfilm, der fast vollständig ausgehärtet ist. Das Aushärten darf jedoch vor Aufbringen des Harzfilmes auf das Substrat nicht abgeschlossen sein. Die endgültige Aushärtung des Harzfilms erfolgt erst nach Aufbringen auf das Substrat.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung erfolgt das Aufbringen der zumindest einen Schutzschicht mittels thermischen Spritzens. Über das thermische Spritzen lassen sich die unterschiedlichsten Materialien auf den Harzfilm aufbringen. Durch das Aufbringen mittels thermischen Spritzens wird eine formschlüssige Verankerung des Materials auf dem Harzfilm erreicht. Bevorzugt dringen die Partikel der ersten Schicht, die durch thermisches Spritzen aufgebracht wird, leicht in den weichen, da nicht vollständig ausgehärteten Harzfilm ein. Die weiteren Schichten, die aufgebracht werden, bilden eine enge Anhaftung an die vorherigen Schichten oder den Harzfilm, sodass nach Abschluss der Beschichtung das Material formschlüssig verankert ist und daher gut an dem Harzfilm anhaftet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist das aufgebrachte Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Metallen, Metalllegierungen, Keramiken und Kunststoffen. Insbesondere können Carbide und/oder Oxide als Keramiken verwendet werden. Als Kunststoffe können beispielsweise PEEK (Polyetheretherketon) verwendet werden. Das Metall oder die Metalllegierung besteht bevorzugt aus Aluminium, Zink, Nickel, Kupfer oder deren Legierungen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist der Harzfilm ein duroplastischer Harzfilm, beispielsweise aus Polyurethan-, Polyester- oder Epoxidharz. Insbesondere bevorzugt ist ein Zwei-Komponenten-Epoxidharz. Aber auch thermoplastische Harzfilme sind verwendbar.
Durch das Aushärten des Harzfilmes auf dem Substrat wird eine vorteilhafte Anhaftung des Harzfilmes auf dem Substrat erreicht. Bei Aushärten des Harzfilmes auf dem Substrat werden Bindungen zwischen der Oberfläche des Substrates und dem Harzfilm ausgebildet. Diese Bindungen sind für die äußerst hohe Haftfestigkeit des Harzfilmes auf dem Substrat und damit für die gute Anhaftung der Schutzschicht auf dem Substrat verantwortlich.
Beim Beschichten eines faserverstärkten Kunststoffbauteils besteht der Harzfilm gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung aus dem gleichen Harz, das zur Herstellung des Kunststoffbauteils verwendet wurde. Durch die Verwendung eines ähnlichen oder identischen Harzes für die Herstellung des Kunststoffbauteils und des Harzfilms kann eine besonders starke Anhaftung des Harzfilmes auf dem Kunststoffbauteil sichergestellt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung erfolgt das Aushärten des Harzfilmes durch großflächiges oder partielles, d.h. lokal begrenztes, Erwärmen des Harzfilms und/oder Bestrahlen des Harzfilmes.
Eine weiterhin verbesserte Anhaftung des Harzfilmes auf dem Substrat kann gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung erreicht werden, indem das Substrat vor Aufbringen des Harzfilmes aufgeraut wird. Insbesondere kann das Aufrauen des Substrates mittels eines sehr feinen Schmirgelpapiers erfolgen. Zusätzlich kann die Oberfläche vor und/oder nach dem Aufrauen bevorzugt gereinigt werden.
Die Trennfolie soll eine vorzeitige Anhaftung des Harzfilmes auf irgendwelchen Unterlagen verhindern. Die Trennfolie muss jedoch vor Aufbringen des Harzfilmes auf die Substratoberfläche entfernt werden. Die Anhaftung der Trennfolie an den Harzfilm sollte daher nur so stark sein, dass ein Handhaben des Harzfilmes ermöglicht wird. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist die Trennfolie eine Teflonfolie.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann sowohl der beschichtete duroplastische Harzfilm als auch der beschichtete thermoplastische Harzfilm nach Aufbringen der Schutzschicht gelagert werden. Bevorzugt wird der duroplastische Harzfilm bei einer Temperatur von unter 10°C, noch bevorzugter bei einer Temperatur von unter 0°C und am bevorzugtesten bei einer Temperatur von unter –15°C gelagert. Durch das Lagern duroplastischen des Harzfilmes bei geringer Temperatur kann das Aushärten des Harzfilmes stark verzögert werden. Der thermoplastische Harzfilm wird bevorzugt bei Temperaturen um Raumtemperatur, d.h. in einem Temperaturbereich von 15 bis 30°C, bevorzugt von 18 bis 25°C, gelagert.
Handelt es sich bei dem Harz um ein Harz, das mittels Bestrahlung ausgehärtet wird, wird der Harzfilm bevorzugt unter Ausschluss von Licht oder jeglicher weiterer Bestrahlung ge lagert. Durch das Lagern des duroplastischen Harzfilmes bei tieferen Temperaturen oder des thermoplastischen um die Raumtemperatur bzw. unter Ausschluss von Strahlung kann der Harzfilm über mehrere Tage, Wochen oder Monate gelagert werden, bevor er auf ein Substrat aufgebracht wird.
Als Substrat für eine Beschichtung kommen beliebige Substrate zum Einsatz. Bevorzugt werden dabei faserverstärkte Kunststoffe. Die Fasern des faserverstärkten Kunststoffs können dabei aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein. Beispielsweise können Carbonfasern, d.h. Kohlenstofffasern, Glasfasern oder Aramidfasern verwendet werden. Durch Verwendung von Carbonfasern entsteht ein carbonfaserverstärkter Kunststoffe (CKF) und bei Verwendung von Glasfasern entsteht ein glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK). Aber auch Hybridvarianten dieser Fasern sowie deren Mischungen können in faserverstärkten Kunststoffbauteilen verwendet werden, die mittels des oben beschriebenen Verfahrens beschichtet werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren der Zeichnung näher erläutert.
Von den Figuren zeigen:
1 eine Querschnittsansicht einer Anordnung mit einer Trennfolie und einem darauf aufgebrachten Harz;
2 in einer Querschnittsansicht den Verfahrensschritt des Aufbringens von Beschichtungspartikeln auf den Harzfilm aus 1;
3 eine Querschnittsansicht einer auf einen Harzfilm aufgebrachten Schutzschicht; und
4 eine Querschnittsansicht eines auf ein Substrat aufgebrachten Harzfilmes mit einer Schutzschicht.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
1 zeigt eine Querschnittsansicht eines auf eine Trennfolie 1 aufgebrachten Harzfilmes 2. Der Harzfilm 2 besteht beispielsweise aus einem Zwei-Komponenten-Epoxidharz. Es handelt sich dabei vorzugsweise um ein zähgemachtes Epoxidharz, das bei –18°C über 18 Monate und bei 22°C über 42 Tage haltbar ist.
Das Harz wird gleichmäßig auf der Trennfolie 1 aus Teflon aufgebracht, um einen Harzfilm 2 auszubilden. Die Trennfolie 1 schützt eine Anbindungsfläche 9 des Harzfilmes 2 vor dem Aufbringen des Harzfilmes 2 auf ein Substrat vor vorzeitiger und/oder unerwünschter Anhaftung und/oder vor einer Verschmutzung der Anbindungsfläche 9.
In einem nächsten Schritt werden Aluminiumpartikel 3 mittels thermischen Spritzens auf den Harzfilm 2 aufgebracht, wie in 2 dargestellt ist. Die Partikel 3 dringen dabei in einem ersten Verfahrensschritt des thermischen Spritzens teilweise in den Harzfilm 2 ein, um anschließend als aufgebrachtes und teilweise eingebettetes Spritzpartikel 4 vorzuliegen.
Nach Aufbringen dieser ersten Spritzschicht werden vorteilhaft weitere Spritzschichten auf den Harzfilm aufgebracht. 3 zeigt den Harzfilm 2 auf der Trennfolie 1 mit den eingebetteten Partikeln 4 der ersten Spritzschicht und weiteren Partikeln 5 und 6 der zweiten bzw. dritten Spritzschicht. Wie in 3 dargestellt bilden die aufgebrachten Partikel der unterschiedlichen Spritzschichten eine homogene, sehr gut anhaftende Schutzschicht 7. Die Partikel sind dabei formschlüssig verankert. Es ist für einen Fachmann offensichtlich, dass eine beliebige Anzahl von Spritzschichten zum Ausbilden der Schutzschicht möglich ist.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird die Trennfolie von dem Harzfilm entfernt. Dadurch wird die Anbindungsfläche 9 des Harzfilms freigelegt. Die Anbindungsfläche 9 liegt dabei auf der gegenüberliegenden Seite der Schutzschicht 7. Der freigelegte Harzfilm wird mit der Anbindungsfläche 9 auf eine zuvor mittels sehr feinem Schmirgelpapier aufgeraute und gereinigte Fläche beispielsweise eines Strukturbauteils 8 eines Flugzeugs, wie insbesondere einer Leitwerksvorderkante aus carbonfaserverstärktem Kunststoff aufgebracht. Nach Aushärten des Harzes bei 180°C wird eine Beschichtung auf dem CFK-Bauteil 8 erhalten, die eine ausgezeichnete Anhaftung besitzt. Einem Fachmann auf dem Gebiet ist offensichtlich, dass die für das Aushärten des Harzfilmes notwenige Temperatur an die Natur des Harzes angepasst werden muss. Der Fachmann wählt daher eine dem Harz angemessene Temperatur zum Aushärten. Bei Harzen, die über eine Bestrahlung ausgehärtet werden, wird die Art der Bestrahlung ebenfalls durch den Fachmann an die Natur des Harzes angepasst werden.
4 zeigt einen Querschnitt durch das CFK-Bauteil 8 mit einer darauf aufgebrachten Beschichtung 7, die mittels eines Harzfilmes 2 über die Anbindungsfläche 9 auf dem CFK-Bauteil 8 anhaftet. Diese Beschichtung auf beispielsweise einer Leitwerksvorderkante eines Flugzeugs dient dem Blitzschutz.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorliegend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
Beispielsweise kann die auf den Harzfilm aufgebrachte Spritzschicht als Haftgrund für weitere Schichten dienen. Nach Aufbringen des Harzfilmes mit aufgebrachter Beschichtung auf ein Substrat kann dieses mittels thermischen Spritzens weiter beschichtet werden. Bevorzugt ist dabei das Harz bereits ausgehärtet. Der aufgebrachte Harzfilm und die darauf aufgebrachte Beschichtung dient dabei als Haftgrund und isoliert das darunterliegende Substrat. Daher wird eine starke Erwärmung des Substrates beim thermischen Spritzen verhindert. Zudem kann durch die ausgezeichnete Anhaftung des Harzfilmes sowohl an der aufgebrachten Beschichtung als auch an dem Substrat eine Basis als Haftgrund für weitere Schichten dienen, die sich anderweitig lediglich schwierig auf dem Substrat aufbringen lassen. Aufgrund der guten Isolierfähigkeit des Harzes und der bereits aufgebrachten Schutzschicht können die weiteren Schichten mittels thermischen Spritzens ohne längere Wartezeiten, das heißt ohne zwischenzeitliches Abkühlen des Substrates, aufgebracht werden. Die aufgebrachte Schicht kann nach dem Aushärten des Harzfilms bei Bedarf vor einem weiteren Beschichten z.B. durch erneutes Aufrauen nachbearbeitet werden und/oder nach einem weiterem Beschichten durch Polieren nachbearbeitet werden. Eine Nachbearbeitung der Spritzschicht ist auch ohne weiteres nachträgliches Beschichten möglich.
Soll eine Schutzschicht auf ein Bauteil mit einer gekrümmten Oberfläche aufgebracht werden, so kann der Harzfilm vor Aufbringen der Schutzschicht in die gewünschte Form gebracht werden. Dies kann beispielsweise durch Auflegen des über eine Trennfolie geschützten Harzfilmes auf eine Oberfläche erfolgen, die die gleiche dreidimensionale Struktur wie das zu beschichtende Substrat besitzt. Da der Harzfilm durch eine Trennfolie geschützt ist, kann der Harzfilm nach dem Beschichten von der dreidimensionalen Struktur entfernt werden, und es wird ein beschichteter Harzfilm erhalten, der in seiner dreidimensionalen Struktur der Oberflächenstruktur des zu beschichtenden Bauteils angepasst ist.

1: Trennfolie
2: Harzfilm
3: Partikel eines aufzubringenden Materials
4: Partikel der ersten Spritzschicht
5: Partikel der zweiten Spritzschicht
6: Partikel der dritten Spritzschicht
7: Aufgebrachte Schutzschicht
8: Substrat
9: Anbindungsfläche des Harzfilmes

Claims

Verfahren zum Beschichten eines Substrates (8), insbesondere eines faserverstärkten Kunststoffbauteils, mit folgenden Verfahrensschritten: (a) Bereitstellen eines auf einer Trennfolie (1) aufgebrachten, nicht ausgehärteten Harzfilmes (2); (b) Aufbringen zumindest einer Schutzschicht (7) auf dem nicht ausgehärteten Harzfilm (2); (c) Entfernen der Trennfolie (1) von dem Harzfilm (2) zum Freilegen einer Anbindungsfläche (9) des Harzfilmes; (d) Aufbringen des Harzfilmes (2) mit der freigelegten Anbindungsfläche (9) auf das zu beschichtende Substrat (8); und (e) Aushärten des Harzfilmes (2) zum Anhaften des Harzfilmes (2) an das Substrat (8).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Schutzschicht (7) mittels eines thermischen Spritzverfahrens aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Schutzschicht (7) aus einem Material aus der Gruppe, bestehend aus Metallen, Metalllegierungen, Kunststoffen und Keramiken, insbesondere Carbiden und/oder Oxiden, ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall ausgewählt ist aus Aluminium, Zink, Nickel und Kupfer, oder die Metalllegierung ausgewählt ist aus einer Legierung der Metalle Aluminium, Zink, Nickel und/oder Kupfer.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Harzfilm (2) als thermoplastischer Harzfilm oder als duroplastischer Harzfilm, bevorzugt als Epoxidharz, noch bevorzugter als Zwei-Komponenten-Epoxidharz, ausgebildet wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Harzfilm (2) mittels Erwärmen und/oder Bestrahlen desselben großflächig oder partiell ausgehärtet wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Substrats (8), auf die der Harzfilm (2) aufgebracht wird, vor Aufbringen des Harzfilmes (2) aufgeraut und/oder gereinigt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennfolie (1) als Teflonfolie ausgebildet wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Harzfilm (2) als duroplastischer Harzfilm ausgebildet wird, und dass nach dem Aufbringen der zumindest einen Schutzschicht (7) der duroplastische Harzfilm (2) bei einer Temperatur von unter 10°C, bevorzugt unter 0°C, noch bevorzugter unter –15°C, für eine vorbestimmte Zeitdauer gelagert wird.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass der Harzfilm (2) als thermoplastischer Harzfilm ausgebildet wird, und dass nach dem Aufbringen der zumindest einen Schutzschicht (7) der thermoplastische Harzfilm (2) bei Raumtemperatur für eine vorbestimmte Zeitdauer gelagert wird.
Verfahren zum Herstellen eines beschichteten Harzfilmes (2), mit folgenden Verfahrensschritten: (a) Bereitstellen eines auf einer Trennfolie (1) aufgebrachten, nicht ausgehärteten Harzfilmes (2); und (b) Aufbringen zumindest einer Schutzschicht (7) auf dem nicht ausgehärteten Harzfilm (2);
Faserverstärktes Kunststoffbauteil, insbesondere für ein Luft- oder Raumfahrzeug, welches nach einem der Ansprüche 1–10 herstellbar ist.
Faserverstärktes Kunststoffbauteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der aufgebrachte Harzfilm (2) aus dem gleichen oder einem ähnlichen Material besteht, wie ein etwaiger zum Herstellen des faserverstärkten Kunststoffbauteils verwendetes Harz.
Faserverstärktes Kunststoffbauteil nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass es als Leitwerksvorderkante eines Luft- oder Raumfahrzeugs ausgebildet ist.