Mit leichten und stabilen Bauteilen im Messegepäck nach Paris

Vom 29. bis zum 31. März 2011 sind die Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung der TU Chemnitz und das An-Institut Cetex auf der JEC Composites Show in Paris zu Gast. Sie präsentieren Exponate aus ihrer aktuellen Forschung auf dem Sächsischen Gemeinschaftsstand (Stand T66).

Die Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung (SLK) hat unter anderem einen Demonstrator eines Windkraftflügels mit integrierter Sensorik im Messegepäck. Die im Projekt FiberCheck entwickelte Sensorik ermöglicht die Überwachung von Rotorblättern. So lassen sich Schäden an diesen Bauteilen aus Faserkunststoffverbunden, die sehr hohen wechselnden Lasten ausgesetzt sind, frühzeitig erkennen und beheben, bevor die Anlage an Effizienz verliert. Überwacht wird dazu die Eigenfrequenz der Rotorblätter.

Ein weiteres Exponat ist eine ICE-Kupplung für das Rangieren von Triebwagen – statt der herkömmlichen Variante aus Stahl präsentieren die Chemnitzer Wissenschaftler zusammen mit der Dresdner Firma East4D GmbH eine Lösung aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff, die erheblich leichter ist. Außerdem zeigen sie ein Modell, an dem die Spannungsverläufe im Inneren eines Bauteils als Ergebnis der digitalen Simulation an einem angeschnittenen 3D-Bauteil zu sehen sind. „Diese Darstellung eines 3D-Spannungsverlaufes leistet einen wesentlichen Beitrag, um Kosten für Prototypen in den unterschiedlichen Entwicklungsstufen gering zu halten“, erklärt Prof. Dr. Lothar Kroll, Inhaber der Professur SLK. Ebenfalls am Stand der Professur in Paris zu sehen sein wird ein Strukturdemonstrator für hochsteife textilverstärkte Topologiestrukturen in Hybridbauweise. Mit ihm lassen sich Forschungsergebnisse anwendungsnah umsetzen.

Mit der TAF(Thermomechanisches Ausformfügen)-Verbindung, die die Wissenschaftler auch auf der JEC präsentieren, lassen sich hochfeste Verbindungen von Faserkunststoffverbunden und Metallen in kurzer Zeit herstellen. „Der Faserverlauf wird durch den eindringenden Dorn nicht beschädigt, sondern um die Fügestelle neu ausgerichtet. Außerdem entstehen keine zusätzlichen Kosten für Nieten oder andere Füge-Elemente“, so Kroll. Im Messegepäck haben die TU-Forscher außerdem Extruderschnecken-Elemente, die im generativen Strahlschmelzprozess hergestellt werden. Mit diesem Prozess lassen sich Metalle, die einen hohen Verschleißwiderstand haben – also etwa Teile einer Extruderschnecke für die Kunststoffverarbeitung -, in Form bringen. „Bislang ließ sich die Auslegung dieser Bauteile für abrasive Beanspruchungen nur mit Fräsverfahren gewährleisten, die hohe Werkzeugkosten verursachten. Mit dem Verfahren des Selektiven Laserschmelzens können nun die metallischen Bauteile schichtweise aufgebaut werden – der Einsatz von Formen und die mechanische Bearbeitung entfallen“, erklärt Kroll. Das spare nicht nur Kosten, sondern erlaube auch die schnelle Umsetzung von Weiterentwicklungen der Bauteile.

Hochfeste Hybridwerkstoffe

Das Cetex Institut für Textil- und Verarbeitungsmaschinen gemeinnützige GmbH präsentiert sich auf der JEC gemeinsam mit den Forschungspartnern KARL MAYER Textilmaschinenfabrik GmbH, Obertshausen, und KARL MAYER Malimo Textilmaschinenfabrik GmbH, Chemnitz. Gezeigt werden schlagzähe und hochfeste Hybridwerkstoffe. Das An-Institut der TU Chemnitz stellt Materialien vor, die unter der Marke Ce-Preg zusammengefasst werden und aus unidirektional ausgerichteten Glas- bzw. Carbonfasern in einer thermoplastischen Matrix aus Polypropylen oder Polyamid bestehen. Einsatz finden diese für Organobleche, als Verstärkungen beim Spritzgießen, für Leichtbauplatten und verschiedene Werkstoffkombinationen. Ebenfalls in Paris zu sehen sein werden aktuelle Entwicklungen rund um Faserverbunde: etwa unidirektionale und multidirektionale Gelege, bionisch faserverstärkte Strukturen sowie Abstandsgewirke.

Weitere Informationen erteilen:
Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung: Marco Müller, Telefon 0371 531-38832, E-Mail marco.mueller@mb.tu-chemnitz.de; Cetex Institut: Katrin Luther, Telefon 0371 5277-280, E-Mail luther@cetex.de