Využití plazmatu na kompozity v leteckém průmyslu

Na začátku nové vědecké spolupráce stojí vědci z ÚFE a CEPLANTu. Vědci prvotně testovali potenciál plazmových úprav pro přípravu moderních kompozitních materiálů u kolegů z výzkumného institutu pro letecký design ve Stuttgartu. Kompozitní materiály tam vyvíjejí jako konstrukční materiál v letectví. Plazmová úprava by mohla být tím správným řešením problémů našich německých kolegů.

21. 7. 2023 Vlasta Štěpánová Tereza Schmidtová

Ani v parném létě vědci nezahálejí, ale věnují se výzkumu a navazování nových spoluprací. Tým z naší skupiny je na začátku možné zajímavé spolupráce s kolegy z německé univerzity ve Stuttgartu. Ve výzkumném institutu pro letecký design (IFB - Institut für Flugzeugbau, Universität Stuttgart) se mimo jiné věnují přípravě kompozitních materiálů jako konstrukčního materiálu pro letecký průmysl.

V týdnu od 10.-14.7. 2023, RNDr. Richard Krumpolec, PhD., Mgr. Dana Skácelová, Ph.D., Jianyu Feng a vedoucí skupiny doc. Mgr. Dušan Kováčik, PhD. strávili celý týden pilotními testy v německých laboratořích. Cílem cesty bylo ověření použitelnosti plazmových povrchových úprav při řešení problémů s přípravou kompozitů a jejich vlastnostmi, se kterými se němečtí kolegové setkávají. Nejčastěji se potýkají s nedostatečnou přilnavostí (adhezí) mezi výztužnými vlákny a matricí. Plazmová úprava by mohla tyto problémy vyřešit a napomoct i ke zlepšení mechanických vlastností výsledných kompozitů.

„Samotné realizaci experimentů předcházela detailní plánování již v centru CEPLANT, kde bylo potřeba připravit vhodné přístrojové vybavení a aparaturu schopnou transportu do Stuttgartu. K tomu byla nutná úzká komunikace s kolegy z IFB, a to formou několika plánovaných online meetingů,“ říká Dr. Krumpolec, který celou realizaci pilotních experimentů koordinoval.

V rámci experimentů se opracovávali různé materiály – přírodní (lněné textilie, impregnovaná lněná vlákna, celulózová vlákna) i umělé (skelná vlákna, textilie ze sklených vláken, uhlíková vlákna i recykláty z uhlíkovým kompozitů). Z těchto různorodých materiálů se kompozity vyrábí. Vědci při svých experimentech použili DCSBD koplanární výboj a jeho různé modifikace a za různých podmínek. Druh výboje vědci volili podle typu vzorků.

Dr. Skácelová komentuje: „I pro nás byla cesta zajímavá. Byli jsme postaveni např. před výzvu, jak plazmatem opracovat kilo drti z recyklovaných uhlíkových kompozitů. Doposud se naše objemy pohybovaly v rozmezí gramů! Navíc se jedná o vysoce vodivý materiál, který se lehce rozprašoval. Muselo se s ním pracovat v dostatečné vzdálenosti od elektrických zařízeních. Celou aparaturu jsme tedy nechali v místnosti a plazmová úprava probíhala pomocí přenosných DCSBD plazmových jednotek venku mimo místnost.“

Vědci nyní čekají na výsledky detailních testů mechanických vlastností připravených kompozitů a těší se na další vzájemnou spolupráci.

Společná fotka před pletacím strojem na Univerzitě ve Stuttgartu. V horní řadě osoby ze skupiny PNB (zleva doprava): Jianyu Feng, M.Sc.; Richard Krumpolec, PhD.; Dana Skácelová, Ph.D. a Dušan Kováčik, doc. Ve spodní řadě osoby z IFB: Florian Helber, M.Sc.; Johannes Baur, M.Sc.; Johannes Bauer, M.Sc. a Jens Take, M.Sc.