Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Materialkompetenz für den Leichtbau: Fraunhofer IMWS präsentiert neue Lösungen auf der K-Messe

30.09.2016

Vom Materialdesign über das Halbzeug bis hin zur zerstörungsfreien Prüfung fertiger Bauteile – seine Kompetenzen entlang der gesamten Wertschöpfungskette präsentiert das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS vom 19.-26. Oktober 2016 auf der K-Messe in Düsseldorf. Der Fokus liegt dabei auf Materialien für den polymerbasierten Leichtbau.

Eine der Neuheiten, die das Fraunhofer IMWS auf dem Fraunhofer-Stand (Halle 7/SC01) bei der führenden Messe für die Kunststoff- und Kautschukindustrie zeigen wird, sind thermoplastische Faserverbund-Sandwich-Halbzeuge. Gemeinsam mit der ThermHex Waben GmbH arbeiten die Forscher aus Halle an der Entwicklung serientauglicher Herstellungs- und Verarbeitungsverfahren für Hochleistungs-Faserverbundsysteme mit thermoplastischen Wabenkernen.


Tapes mit unidirektional ausgerichteten Verstärkungsfasern (hier die Anlage zur Faserspreizung) sind eine der Leichtbau-Technologien, auf die Forscher am Fraunhofer IMWS setzen.

Fraunhofer IMWS

Diese Halbzeuge werden insbesondere von der Faserverbundindustrie zu Sandwichplatten und -bauteilen verarbeitet, die beispielsweise in Lkw-Aufbauten oder im Automobilinterieur Anwendung finden. Das von ThermHex entwickelte Verfahren ermöglicht die Herstellung eines thermoplastischen Wabenkerns in einem einzigen Arbeitsschritt durch Extrusion einer Folienbahn mit nachfolgender Vakuum-Rotations-Thermoformung und Auffaltung.

Durch die anschließende Inline-Laminierung der thermoplastischen Deckschichten aus multidirektionalen Laminaten oder imprägnierten Geweben auf den Wabenkern wird eine ressourceneffizientere und deutlich kostengünstigere Fertigung gegenüber herkömmlichen Verfahren ermöglicht.

Die mit dieser Methode entstehende serientaugliche Sandwichbauweise ist ideal für thermoplastische Leichtbau-Strukturen mit komplexer Geometrie. Dabei wird die gewichtsspezifische Biege- und Beulsteifigkeit signifikant erhöht, sodass beim Einsatz dieser sogenannten Organosandwich-Halbzeuge auf lokale Rippenversteifungen verzichtet werden kann.

Am Fraunhofer IMWS erfolgt die Charakterisierung der Halbzeuge bezüglich ihrer mechanischen und thermischen Eigenschaften sowie die Ermittlung der optimalen prozess- und materialtechnischen Parameter für die Herstellung anhand von experimentellen Versuchen und begleitenden numerischen Simulationen. Durch die Arbeit der Fraunhofer-Forscher sollen somit die Organosandwich-Halbzeuge durch gezielte Umformung für den Strukturbau bis hin zum passgenauen Design von Hybridbauteilen für die Herstellung in Großserie fit gemacht werden.

»Leichtbau ist eines der wichtigsten Zukunftsthemen für uns«, sagt Prof. Peter Michel, Leiter des Geschäftsfelds Polymeranwendungen am Fraunhofer IMWS. »Wir denken dabei aber nicht nur an die Verarbeitungsprozesse, sondern nehmen die gesamte Wertschöpfungskette in den Blick, vom mikrostrukturbasierten Materialdesign bis hin zum Recycling«, sagt er.

Ein Beispiel dafür sind optimierte Materialien für energieeffiziente Autoreifen, die das Institut ebenfalls auf der Messe präsentiert. Den Forschern aus Halle ist es gelungen, Gummirecyclate als nanoskalige Füllstoffe in die Laufflächen von Nutzfahrzeugreifen einzubringen. Dank der genauen Kenntnis der Mikrostruktur der kautschukbasierten Composite können so wichtige mechanische Eigenschaften wie Härte, Elastizitätsmodul oder Abriebfestigkeit beeinflusst werden.

Das Ergebnis sind Reifen, die bei Erhaltung des Nassgriffs und Abriebs über weniger Rollwiderstand verfügen und somit den Kraftstoffverbrauch verringern. Zugleich werden natürliche Kautschukressourcen geschont. Diese Innovation wurde 2015 beim Hugo-Junkers-Preis des Landes Sachsen-Anhalt ausgezeichnet.

Den ganzheitlichen Blick auf die Materialinnovation beweisen die Fraunhofer-Forscher auch mit der Initiative des Materials Data Space. In diesem virtuellen Raum sollen unternehmensübergreifend digitale Daten zu Ausgangswerkstoffen und Halbzeugen entlang der gesamten Wertschöpfungskette bereitstehen – eine wichtige Voraussetzung, um die Industrie 4.0 mit den passenden Materialien und Werkstoffen versorgen zu können. Die Plattform wird gerade entwickelt, unter anderem mit einem Schwerpunkt zu Faserverbundwerkstoffen.

»Unser Ziel sind intelligente, hochfunktionalisierte Faserverbundmaterialien und -bauteile, die sich in Großserientechnologien maßgeschneidert herstellen lassen. Dazu wollen wir, beispielsweise durch Sensorierung, die gesamte Biografie der Werkstoffe digital erfassen. So kann ein Interagieren zwischen Material, Bauteil und Prozess mit deutlich verbesserter Material- und Prozesseffizienz möglich werden«, umschreibt Michel die Ziele.

In Halle 4, Stand C03, präsentiert das Fraunhofer IMWS zudem ein gemeinsames Projekt mit der Coatema Coating Machinery GmbH: ein kombiniertes Mikro- und Nanoprägeverfahren, mit dem sich die Oberflächen von Kunststoffen passgenau modifizieren lassen, um optimierte Materialeigenschaften ausgehend von Mikro- und Nanoebene möglich zu machen.

Weitere Informationen:

http://www.imws.fraunhofer.de/de/kontakt/presse/pressemitteilungen/materialkompe...

Clemens Homann | Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Medica 2017 – TU Kaiserslautern präsentiert Fortschritte in der Medizintechnologie
20.10.2017 | Technische Universität Kaiserslautern

nachricht Biokunststoffe könnten auch in Traktoren die Richtung angeben
18.10.2017 | Hochschule Hannover

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise