Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Fraunhofer PAZ entwickelt faserverstärkte Kunststoffe für mobile Leichtbauanwendungen

19.08.2015

Unsere Autos werden leistungsstärker, bieten mehr Komfort und sind zunehmend mit dem Internet verbunden. Zusätzliche Funktionen gehen aber oft mit höheren verbrauchs- und herstellungsbedingten Emissionen einher. Um sie zu reduzieren, setzt man im Fraunhofer Pilotanlagenzentrum PAZ in Schkopau auf den Einsatz von faserverstärkten Kunststoffen – nicht nur wie bisher in Verkleidungsteilen, sondern gleichermaßen in der Struktur des Fahrzeugs.

Um die individuelle Mobilität zu erhalten, müssen Kosten und die Belastungen für die Umwelt gesenkt werden. Das wissen auch namhafte Autohersteller und haben schon frühzeitig Kontakt mit dem Fraunhofer PAZ aufgenommen, einer Gemeinschaftseinrichtung des Fraunhofer IWM Halle und des Fraunhofer IAP in Potsdam. Dort entwickeln die Forscher besonders leichte und robuste Kunststoffteile: UD-Tapes, also faserverstärkte Hybridstoffe aus zwei oder mehreren Materialien. Ziel dieser einzigartigen Auftragsforschung ist es, schwere und energieintensive Metallkonstruktionen zu ersetzen.


Automatisierte Fertigungszelle für die Herstellung von thermoplastbasierten Leichtbaustrukturen am Fraunhofer PAZ.

Professor Peter Michel und seine Mitarbeiter nutzen hierbei die idealen Elementeigenschaften der Verstärkungsfaser: Deren Ausrichtung kann direkt an den Lastverlauf angepasst und die auf das Bauteil einwirkende Last somit genau verteilt werden – ein großer Vorteil gegenüber metallischen Elementen. Diese Verteilung ermöglicht es, die besonders beanspruchten Stellen partiell zu verstärken und andere, weniger belastete Teile materialsparend herzustellen.

So ist man in der Lage, Gewicht zu reduzieren, Emissionen einzusparen und die Sicherheit der Fahrzeuginsassen zu erhöhen. »Wir wollen nicht nur Metalle durch Kunststoffe ersetzen, sondern über gänzlich neuartige Verbindungen nachdenken. Hybride Kunststoffe bieten viele Möglichkeiten«, beschreibt Michel die Potenziale. Ziel sei es, den Masseanteil von Kunststoff im Auto zu erhöhen. So sind heute bereits mehr als 25 Prozent Kunststoffe in einem Pkw verbaut, beim Vorreiter BMW i3 sogar 40 Prozent. Nach Einschätzung von Michel lässt sich dieser Wert noch auf knapp 50 Prozent steigern.

Für die Entscheidung, welches Material eingesetzt wird, ist allerdings nicht nur das Verhalten eines Bauteils entscheidend, sondern auch der energie- und kostenintensive Herstellungsprozess. »Die CO2-Bilanz eines Fahrzeugs muss bereits bei dessen Entstehung betrachtet werden. Es hilft nichts, wenn bei der Herstellung des Bauteils bereits so viel Energie aufgewendet wird, dass auch ein geringer Verbrauch den CO2-Footprint negativ bleiben lässt«, erklärt Michel. Deshalb sucht man am Fraunhofer PAZ ebenfalls nach Wegen, um leistungsfähige Kunsthybride möglichst energiesparend herstellen zu können.

Vor allem thermoplastische Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffverbünden haben dabei Potenzial: Hierbei werden bereits konsolidierte Faser-Kunststoff-Verbunde erhitzt in ein Formwerkzeug gegeben und im gleichen Arbeitsgang funktionalisiert. Im Gegensatz zum duroplastischen Verfahren benötigen thermoplastisch verarbeitete Kunststoffhybride eine zehn Mal kürzere Produktionszeit.

Stofflich nutzen die Wissenschaftler in Schkopau vor allem Kohlenstofffaser, Glasfaser oder naturfaserverstärkte Kunststoffe, sogenannte Biopolymere. Besonders bei den Rezepturen der Glasfaser sieht Michel noch sehr viel Potenzial, den CO2-Footprint schon in der Herstellung positiv zu beeinflussen. Folgerichtig liegt der Fokus auf der Pilotierung besserer Herstellungsprozesse von thermoplastischen Kunststoffhybriden. In langjährigen Partnerschaften mit bekannten Maschinen-Herstellern wie KraussMaffei entwickeln die Fraunhofer-Forscher integrierte Prozesse für die Herstellung von Leichtbauteilen. In den nächsten Jahren möchte Michel diese Aktivitäten weiter ausbauen.

Über das Fraunhofer PAZ

Seit 2005 werden im Fraunhofer-Pilotanlagenzentrum für Polymersynthese und -verarbeitung PAZ in Schkopau neue Polymer-Produkte und innovative Technologien entlang der gesamten Wertschöpfungskette entwickelt – vom Monomer über die Polymersynthese und Kunststoffverarbeitung im Pilotmaßstab bis hin zum geprüften Bauteil nach Maß. In dieser Kombination und Größenordnung ist das Fraunhofer PAZ einmalig in Europa. Im Auftrag von Kunden etwa aus der Kunststoff- oder Automobilindustrie werden auf einer Technikums- und Laborfläche von derzeit rund 1700 Quadratmetern unterschiedlichste Polymersynthese- und Verarbeitungsverfahren maßgeschneidert bis in den industrienahen Maßstab umgesetzt. Dazu gehören auch der Umgang mit Leichtbau- und bio-basierten Materialien, die erdölbasierte Polymere ersetzen können.

Das Fraunhofer PAZ ist eine gemeinsame Initiative der Fraunhofer-Institute für Angewandte Polymerforschung IAP in Potsdam-Golm und für Werkstoffmechanik IWM in Halle. Unter der Leitung von Prof. Michael Bartke (IAP) bündeln beide Einrichtungen ihre Kompetenzen in der Polymersynthese (IAP) und Polymerverarbeitung (IWM) in einzigartiger Weise. Diese Zusammenarbeit, die technischen Möglichkeiten im Pilotmaßstab sowie die hohe Flexibilität der Anlagen sind Alleinstellungsmerkmale am FuE-Markt.


Pressekontakt:
Clemens Homann | Telefon +49 345 5589-213 | clemens.homann(at)iwmh.fraunhofer.de

Weiterer Ansprechpartner:
Prof. Dr. Peter Michel l Telefon +49 345 5589-203 l peter.michel(at)iwmh.fraunhofer.de

Dr. Sandra Mehlhase | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP
Weitere Informationen:
http://www.iap.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Automotive:

nachricht Autonomes Fahren: Das hörende Auto der Zukunft
03.02.2020 | Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT

nachricht Innovatives Leichtbaukonzept im Fahrzeugbau für weniger Emissonen
13.12.2019 | Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Automotive >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Fraunhofer IOSB-AST und DRK Wasserrettungsdienst entwickeln den weltweit ersten Wasserrettungsroboter

Künstliche Intelligenz und autonome Mobilität sollen dem Strukturwandel in Thüringen und Sachsen-Anhalt neue Impulse verleihen. Mit diesem Ziel fördert das Bundeswirtschaftsministerium ab sofort ein innovatives Projekt in Halle (Saale) und Ilmenau.

Der Wasserrettungsdienst Halle (Saale) und das Fraunhofer Institut für Optronik,
Systemtechnik und Bildauswertung, Institutsteil Angewandte Systemtechnik...

Im Focus: A step towards controlling spin-dependent petahertz electronics by material defects

The operational speed of semiconductors in various electronic and optoelectronic devices is limited to several gigahertz (a billion oscillations per second). This constrains the upper limit of the operational speed of computing. Now researchers from the Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter in Hamburg, Germany, and the Indian Institute of Technology in Bombay have explained how these processes can be sped up through the use of light waves and defected solid materials.

Light waves perform several hundred trillion oscillations per second. Hence, it is natural to envision employing light oscillations to drive the electronic...

Im Focus: Haben ein Auge für Farben: druckbare Lichtsensoren

Kameras, Lichtschranken und Bewegungsmelder verbindet eines: Sie arbeiten mit Lichtsensoren, die schon jetzt bei vielen Anwendungen nicht mehr wegzudenken sind. Zukünftig könnten diese Sensoren auch bei der Telekommunikation eine wichtige Rolle spielen, indem sie die Datenübertragung mittels Licht ermöglichen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) am InnovationLab in Heidelberg ist hier ein entscheidender Entwicklungsschritt gelungen: druckbare Lichtsensoren, die Farben sehen können. Die Ergebnisse veröffentlichten sie jetzt in der Zeitschrift Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.201908258).

Neue Technologien werden die Nachfrage nach optischen Sensoren für eine Vielzahl von Anwendungen erhöhen, darunter auch die Kommunikation mithilfe von...

Im Focus: Einblicke in die Rolle von Materialdefekten bei der spin-abhängigen Petahertzelektronik

Die Betriebsgeschwindigkeit von Halbleitern in elektronischen und optoelektronischen Geräten ist auf mehrere Gigahertz (eine Milliarde Oszillationen pro Sekunde) beschränkt. Die Rechengeschwindigkeit von modernen Computern trifft dadurch auf eine Grenze. Forscher am MPSD und dem Indian Institute of Technology in Bombay (IIT) haben nun untersucht, wie diese Grenze mithilfe von Lichtwellen und Festkörperstrukturen mit Defekten erhöht werden könnte, um noch größere Rechenleistungen zu erreichen.

Lichtwellen schwingen mehrere hundert Trillionen Mal pro Sekunde und haben das Potential, die Bewegung von Elektronen zu steuern. Im Gegensatz zu...

Im Focus: Charakterisierung von thermischen Schnittstellen für modulare Satelliten

Das Fraunhofer IFAM in Dresden hat ein neues Projekt zur thermischen Charakterisierung von Kupfer/CNT basierten Scheiben für den Einsatz in thermalen Schnittstellen von modularen Satelliten gestartet. Gefördert wird das Projekt „ThermTEST“ für 18 Monate vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie.

Zwischen den Einzelmodulen von modularen Satelliten werden zur Kopplung eine Vielzahl von Schnittstellen benötigt, die nach ihrer Funktion eingeteilt werden...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Gemeinsam auf kleinem Raum - Mikrowohnen

19.02.2020 | Veranstaltungen

Chemnitzer Linux-Tage am 14. und 15. März 2020: „Mach es einfach!“

12.02.2020 | Veranstaltungen

4. Fachtagung Fahrzeugklimatisierung am 13.-14. Mai 2020 in Stuttgart

10.02.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Supercomputer „Hawk“ eingeweiht: Höchstleistungsrechenzentrum der Universität Stuttgart erhält neuen Supercomputer

19.02.2020 | Informationstechnologie

Soziale Netzwerke geben Aufschluss über Dates von Blaumeisen

19.02.2020 | Biowissenschaften Chemie

Gemeinsam auf kleinem Raum - Mikrowohnen

19.02.2020 | Veranstaltungsnachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics