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Leichtbau+ – Leichtbauwerkstoffe mit neuen Funktionen – Lärmreduzierung und Displayfunktion - Teltow

Die WK-Potenzial-Initiative

Gesamtziel des Verbundvorhabens ist es, eine neue regionale Wertschöpfungskette, bestehend aus Entwicklern, Dienstleistern und Produzenten, im Wachstumsfeld Leichtbau aufzubauen und als Basis/Zentrum für eine neue regionale Entwicklungs- und Technologieplattform in der Region Berlin-Brandenburg zu nutzen. Im Verbundvorhaben sind drei Unternehmen mit sehr verschiedenen Produktspektren und Kunden vertreten, deren Breitenwirkung bezüglich Kunden und Markterschließung als besonders positiv gesehen wird. Sie können stark von den jeweiligen Kunden der Partner bzw. dessen Bedarfen profitieren und lernen, was der Markt benötigt, was wiederum weitere Produktideen generieren kann.

Fraunhofer PYCO ist bereits sehr gut im Bereich des Leichtbaus in der Region (und darüber hinaus) vernetzt und liefert so ständig neuen Input für Anwendungsmöglichkeiten und Weiterentwicklungen auf technischer Ebene. Es ist geplant, dass die Zwischen- und Endergebnisse des Projektes im Rahmen des Clusters Kunststoffe und Chemie, Handlungsfeld Leichtbau/Verbundwerkstoffe, publiziert werden. Die Ergebnisse sollen auch im Kompetenzzentrum Leichtbau (siehe Masterplan des Ministeriums für Wirtschaft und Energie des Landes Brandenburg) für die Plattformbildung genutzt und regelmäßig einem großen Publikum nahegebracht werden.

Fachlich stehen dabei „Leichtbauwerkstoffe mit neuen Funktionen - Lärmreduzierung und Displayfunktion“ im Mittelpunkt. Lärmreduzierung und Displayfunktion sind hier jedoch nur beispielhaft zu sehen, da das Potential der hier eingebrachten Forschungs- und Entwicklungsergebnisse weit größer ist und im Projektverlauf neue Ergebnisse erzielt und damit weitere „Funktionen“ verfügbar werden. Die bisher avisierten potenziellen Anwendungsfelder stellen deshalb auch nur einen kleinen Ausschnitt dar.

Die Ziele

Strategisches Entwicklungsziel im Vorhaben ist es, (gekrümmte) Leichtbaustrukturen bereitzustellen, die zur Lärmminderung beitragen und/oder die die einfache Integration einer (flexiblen) Anzeigefunktion ermöglichen, wobei kosten- und energetisch günstige Lösungen erzielt werden müssen. Dabei kommt der Lärmreduzierung nicht nur in Zusammenhang mit den bisher im Fokus stehenden potenziellen Anwendungen große Bedeutung zu. Generell ist festzuhalten, dass bei dem zukünftig noch stärkeren Einsatz von Leichtbaustrukturen größte Anstrengungen zur Lärmreduzierung erfolgen müssen, da der Einsatz leichter Strukturen und Lärmminderung konträr zueinander stehen.

Darüber hinaus soll einem ganzheitlich-nachhaltigen Ansatz Rechnung getragen werden, d.h. neben den Anwendungseigenschaften und der Prozesssicherheit der Herstellung sind die einfache Reparaturfähigkeit und die Verwertung nach Gebrauch sicher zu stellen. Durch die Entwicklung gekrümmter (und kostengünstiger) Leichtbaustrukturen ist weiterhin eine weit größere Designfreiheit möglich. Da die Unternehmen und Forschungseinrichtungen zunehmend gefordert sind, einen Beitrag zur Energiewende zu leisten, werden im Projekt auch Herstellungsprozesse genutzt, die energetisch günstig sind, insbesondere die Härtung mittels Mikrowellentechnik. Die Anzeigesysteme sollen ebenfalls zur Energieeinsparung beitragen, was im Falle der bistabilen Displays durch keinen Energieverbrauch im Anzeigemodus möglich ist. Displays auf Polymerbasis bringen zudem eine weitere Gewichtsersparnis.

Die Forschungs- und Entwicklungsziele werden anhand der folgenden drei Prototypen (Demonstratoren) als Beispiele für konkrete potenzielle Anwendungen visualisiert:

  • Quellluftauslass
  • Akustikpanel
  • Panel mit integrierter Anzeige

Die Prototypen sollen dabei den wirtschaftlichen und erfolgreichen Einsatz der neuentwickelten Leichtbauwerkstoffe belegen und die Innovationskraft der Entwicklungen verdeutlichen.

Die Projekte

Schwerpunkte der Forschungsarbeiten sind:

Entwicklung lärmreduzierender Halbzeuge

Ziel ist die Erforschung und Entwicklung von Strukturen zur Lärmreduzierung bzw. -minderung bei gleichzeitig geringem Halbzeug- bzw. Bauteilgewicht. Am Beispiel von Quellluftauslässen und Akustik-Paneelen werden spezifische Anforderungen an leichte, lärmreduzierende Bauteile formuliert und Material- und Fügekonzepte erarbeitet, die auch auf weitere Anwendungen übertragen werden können. Aufbauend auf den Konzepten erfolgt die Entwicklung verschiedener Noppenwaben-Halbzeuge.

Harzentwicklung

Eine wesentliche Basis zur Erzielung der Eigenschaften für die angestrebten Anwendungen ist eine entsprechende Harzentwicklung, wobei insbesondere auch intrinsisch dämpfende Harze entwickelt werden sollen.

Entwicklung bistabiler flexibler Displays

Entwicklung geeigneter Zellen für flexible bistabile Flüssigkristall-Displays sowie deren elektro-optische Charakterisierung.

Sensor- und Displayansteuerung

Entwicklung einer Ansteuerung für die bistabilen Displays unter Einbeziehung von Sensoren.

Displayintegration

Die Displayintegration steht exemplarisch für die Integration von Funktionselementen in Noppenwaben und Noppenwabensandwichbauteile.

Die Partner

Kontakt

Koordinatorin: Prof. Dr. Monika Bauer
Fraunhofer-Einrichtung für Polymermaterialien und Composite PYCO
Kantstraße 55
14513 Teltow
Tel.: 03328 330-284
Fax: 03328 330-282
E-Mail: info[at]pyco.fraunhofer.de
www.pyco.fraunhofer.de

Projektlaufzeit: 01.09.2014 bis 31.08.2016

Berichterstattung aus dem "Blickpunkt" finden Sie hier.