Die WK-Potenzial-Initiative

Der Bedarf an energieeffizienten Leichtbauwerkstoffen in der Verkehrstechnik und anderen Branchen geht einher mit dem Wunsch nach Gewichtsreduzierung, Schallemissionsreduzierung und Kostensenkung. 3D-strukturierte, faserverstärkte Kunststoffe bieten ein beträchtliches Potenzial an Materialeinsparung und damit an Gewichtseinsparung. Anhand von vier Prototypen soll das Einsatzpotenzial in Kombination mit ausbalancierten Anwendungseigenschaften für die verschiedenen Einsatzbereiche von 3D-strukturierten Kunststoffen aufgezeigt werden.

Vier Unternehmen aus und um Berlin – Astro- und Feinwerktechnik Adlershof GmbH, Berliner Nanotest und Design GmbH, Dr. Mirtsch GmbH und InnoMat GmbH – haben sich mit der Fraunhofer-Einrichtung für Polymermaterialien und Composite PYCO zusammen geschlossen, um die Basis für eine neue gemeinsame Entwicklungs- und Technologieplattform der Partner zu schaffen und um neue Einsatzgebiete für strukturierte Kunststoffe zu erschließen.

Die Ziele

Im Rahmen des Projektes sollen energieeffiziente Leichtbauwerkstoffe, Halbzeuge und Strukturen auf der Basis von faserverstärkten Kunststoffen entwickelt werden, die für die adressierten Anwendungen (Zielmärkte) ein ausbalanciertes Eigenschaftsprofil aufweisen müssen. Unter Energieeffizienz ist im Zusammenhang mit Leichtbauwerkstoffen nicht nur die Energieeinsparung infolge geringerer Gewichte (z.B. im Transport) zu sehen, vielmehr bedeutet Energieeffizienz auch, effizientere Herstellungsverfahren sowie Reparatur- und Recyclingkonzepte zu entwickeln. Für die effizienteren Herstellungsverfahren stehen z.B. solche Entwicklungen, wie die kontinuierliche Herstellung der Wölbstrukturen ohne komplizierte Werkzeuge sowie ein im Vergleich zu den Honigwabenstrukturen wesentlich vereinfachter Herstellungsprozess der Noppenwaben.

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

• Entwicklung und Herstellung von Halbzeugen und Bauteilen für vorgefertigte Badzellen im Schiff- und Hochbau
• Entwicklung und Herstellung von Partitions (Trennwände) für die Luftfahrt
• Entwicklung und Herstellung von Halbzeugen und Bauteilen für Kleinstsatelliten
• Bereitstellung von Ground-Support-Equipment (GSE) für die Raumfahrt

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

Die Projekte

Die Entwicklung der verschiedenen Prototypen erfordert Entwicklungsarbeiten auf verschiedenen Gebieten:

• Harzentwicklung
  Eine wesentliche Basis zur Erzielung der Eigenschaften für die angestrebten Anwendungen ist eine entsprechende Harzentwicklung (bezüglich Härtungszeiten, Brandfestigkeit, Gehalt an volatilen Komponenten, Wärmeleitfähigkeit, Recycelbarkeit etc.).
• Entwicklung eines kontinuierlichen Wölbstrukturierungsverfahrens
  Eine wirtschaftliche Herstellung wölbstrukturierter Faserverbundkunststoffe erfordert ein kontinuierliches Wölbstrukturierungsverfahren, wie es für Metalle bekannt ist. Die Machbarkeit eines kontinuierlichen Verfahrens für faserverstärkte Kunststoffe soll aufgezeigt werden.
• Weiterentwicklung der Noppenwabe
  Die Noppenwabe wird hinsichtlich ihrer Geometrie und den verwendeten Materialien (textile Flächengebilde, Harze) entsprechend den geforderten Einsatzzwecken in ihren Eigenschaften optimiert.
• (Weiter-)Entwicklung von Prüftechnik
  Neben der Charakterisierung der zu entwickelnden Materialien und Halbzeuge werden spezielle Verfahren weiterentwickelt und eingesetzt, die der Optimierung der strukturierten Leichtbauwerkstoffe dienen.

Die Partner

• Astro- und Feinwerktechnik Adlershof GmbH, Berlin (www.astrofein.com)
• Berliner Nanotest und Design GmbH, Berlin (www.nanotest.org)
• Dr. Mirtsch GmbH, Stahnsdorf (www.woelbstruktur.de)
• InnoMat GmbH, Teltow (www.innomat-gmbh.de)

Kontakt

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

Laufzeit: 01.09.2009-31.08.2011