Textilverstärkte Bauteile mit polymerer, keramischer und metallischer Matrix

Am Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der Technischen Universität Dresden werden umfangreiche Forschungs- und Entwicklungsarbeiten auf dem Gebiet des werkstoff- und produktübergreifenden Systemleichtbaus durchgeführt. Dabei wird ein ganzheitlicher Ansatz zur Realisierung einer durchgängigen Entwicklungs- und Prozesskette zugrunde gelegt. Aufbauend auf einer grundlegenden mikro- bis makromechanischen Materialkonzeption und Werkstoffcharakterisierung erschließt sich diese Kette über die Konstruktion und Simulation bis hin zur Fertigung von Prototypen und seriennahen Komponenten mit anschließender Qualitätssicherung, Bauteilprüfung und -überwachung sowie Umweltverträglichkeitsstudie.

Einen besonderen Schwerpunkt der interdisziplinären Forschungs- und Entwicklungstätigkeit am ILK bildet die Entwicklung innovativer Werkstoffkonzepte mit hohem Leichtbaupotenzial auf Basis textilverstärkter Verbundwerkstoffe mit polymerer, keramischer und metallischer Matrix. Im Rahmen unterschiedlicher Forschungsprojekte und bilateraler Kooperationen mit einschlägigen Industriepartnern und Forschungseinrichtungen konnten bereits eine Vielzahl schadenstoleranter Leichtbaustrukturen mit einem beanspruchungsoptimiertem Verstärkungsaufbau entwickelt werden, wie beispielsweise ultraleichte Hydraulikzylinder, extrem belastbare Hochgeschwindigkeits-Sichterrotoren und hygrothermostabile Schalenstrukturen aus faserverstärkten Kunststoffen sowie dynamisch und tribologisch hoch belastete Fahrwerkskomponenten aus textilverstärkten Leichtmetallen und Keramiken.

Die Herstellung der Leichtbaustrukturen aus faser-und textilverstärkten Duro-und Thermoplasten, Leichtmetallen sowie Keramiken erfolgt u. a. mittels mehrerer Hochleistungsautoklaven, moderner RTM-Anlage, multifunktioneller Schnellhubpresse mit einer maximalen Presskraft von 30.000 kN, fünfachsiger Wickelmaschine, mehrerer Schutzgas-Muffelöfen sowie einer Faserbeschichtungsanlage.

Zur umfassenden Charakterisierung der entwickelten hochleistungsfähigen Faserverbundstrukturen steht am ILK modernste Technik für verfahrensübergreifende Werkstoffanalytik zur Verfügung. Die umfangreiche Laborausstattung umfasst neben oberflächen- und volumensensitiver akustischer, elektrischer, mechanischer und optischer Prüfverfahren zur Bestimmung relevanter Materialparameter auch eine Vielzahl servohydraulischer uni- und mehraxialer Universalprüfmaschinen und Hydropulsanlagen mit Klimakammern, Hochtemperaturöfen sowie integrierter Messtechnik zur statischen, dynamischen und hochdynamischen Werkstoff- und Bauteilprüfung unter Temperatur- und Medieneinwirkung. Die Herzstücke des Werkstoffmechanischen Laboratoriums bilden eine Schnellzerreißmaschine, eine servohydraulische Mehraxial-Prüfmaschine, ein multifunktioneller Tribologieprüfstand, mehrere Hochleistungs-Rotorprüfstände sowie ein 27 m hoher Fallturm mit 6 m2 Prallfläche für Crash und Impactversuche von Großstrukturen.

Weitere Informationen: Anja Schüler (ist auf der Hannover Messe auf ihrem Handy erreichbar) 0160 7373039 oder Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK), Tel. +49 351 463-38142, Fax +49 351 463-38143, ilk@ilk.mw.tu-dresden.de