Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues energieeffizientes Verfahren zur Herstellung von Kohlenstofffasern

13.03.2017

Dresdner Wissenschaftler des Fraunhofer IWS und der TU Dresden haben eine neue energieeffiziente Verfahrenskette zur Herstellung von Kohlenstofffasern entwickelt. Kernpunkt ist die Umwandlung von Präkursor-PAN-Fasern durch Stabilisierung, Karbonisierung und Graphitisierung. Damit kann künftig die Herstellung von Kohlenstofffasern deutlich preiswerter werden.

Kohlenstofffasern gelten weltweit insbesondere wegen ihrer hervorragenden mechanischen Eigenschaften als der leistungsstärkste Faserwerkstoff für die Verstärkung von Matrices (z.B. Duroplaste, Thermoplaste, Beton, Keramik) im Leichtbau.


Kohlenstofffaser während der Karbonisierung im Kaltwandreaktor mit Faserdirektheizung

© Fraunhofer IWS Dresden

Hochrechnungen des Carbon Composites e.V. prognostizieren einen starken Anstieg des globalen Kohlenstofffaserbedarfs auf über 115 Tsd. Tonnen bei Wachstumsraten von ungefähr 12 Prozent pro Jahr bis zum Jahre 2021.

Im Vergleich zu metallischen Leichtbaumaterialien sind Faserverbundwerkstoffe mit Kohlenstofffasern aufgrund des aufwendigen Herstellungsprozesses sehr teuer. Um die Kosten zu senken, müssen zum einen das Präkursormaterial und zum anderen die Herstellungskosten verringert werden.

Beispielsweise sollte der Preis für 24k-Filamentgarne von heute 18 € / kg auf 10 € / kg im Bereich der Automobilanwendungen sinken, wobei etwa ein Drittel des Preises aus den Kosten für die thermischen Prozesse (Stabilisierung und Karbonisierung) resultiert.

Das Fraunhofer IWS beschäftigt sich seit Jahrzehnten u. a. mit den Prozessen der thermischen Oberflächentechnik sowie mit Plasmen und Laserverfahren. Derzeit werden u. a. unterschiedliche Verfahren der Faserdirektheizung für die Stabilisierung, Karbonisierung und Graphitisierung sowie deren Kombination als Gesamtprozess untersucht.

Die kommerziellen Ofenprozesse mit ihren Grenztemperaturen dienen dabei als Benchmark. Als alternative Heizvorrichtung werden eine lineare Niederdruckplasmaquelle und ein Kaltwandreaktor mit Faserdirektheizung verwendet. Mit diesen neuen Vorrichtungen und den damit entwickelten Verfahren konnten Kohlenstofffasern hergestellt werden, die vergleichbare Eigenschaften wie die konventionell hergestellten Kohlenstofffasern aufweisen.

Diese hervorragenden Ergebnisse werden im nächsten Schritt auf verschiedene kommerziell erhältliche Präkursormaterialien übertragen und die Prozessparameter für jedes Präkursormaterial optimiert.

Interessierte Unternehmen können sich jederzeit an der Weiterentwicklung beteiligen. Als Schutz für unsere industriellen Partner wurden das Verfahren und die Vorrichtungen zum Patent angemeldet.

Ihre Ansprechpartner für weitere Informationen:

Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden
01277 Dresden, Winterbergstr. 28

Prof. Dr.-Ing. Eckhard Beyer
Telefon: +49 351 83391 3420
Fax: +49 351 83391 3300
E-Mail: eckhard.beyer@iws.fraunhofer.de

Dr.-Ing. Gerrit Mäder
Telefon: +49 351 83391 3262
Fax: +49 351 83391 3300
E-Mail: gerrit.maeder@iws.fraunhofer.de

Presse und Öffentlichkeitsarbeit
Dr. Ralf Jäckel
Telefon: +49 351 83391 3444
Fax: +49 351 83391 3300
E-Mail: ralf.jaeckel@iws.fraunhofer.de

Internet:
www.iws.fraunhofer.de und
www.iws.fraunhofer.de/de/presseundmedien/presseinformationen.html

Weitere Informationen:

http://www.iws.fraunhofer.de/de/presseundmedien/presseinformationen.html

Dr. Ralf Jaeckel | Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Neues Verfahren zur Grundwassersanierung: Mit Eisenoxid gegen hochgiftige Stoffe
18.01.2019 | Universität Duisburg-Essen

nachricht Klebeverfahren für Schindeltechnologie entwickelt
09.01.2019 | Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Ten-year anniversary of the Neumayer Station III

The scientific and political community alike stress the importance of German Antarctic research

Joint Press Release from the BMBF and AWI

The Antarctic is a frigid continent south of the Antarctic Circle, where researchers are the only inhabitants. Despite the hostile conditions, here the Alfred...

Im Focus: Ultra ultrasound to transform new tech

World first experiments on sensor that may revolutionise everything from medical devices to unmanned vehicles

The new sensor - capable of detecting vibrations of living cells - may revolutionise everything from medical devices to unmanned vehicles.

Im Focus: Fliegende optische Katzen für die Quantenkommunikation

Gleichzeitig tot und lebendig? Max-Planck-Forscher realisieren im Labor Erwin Schrödingers paradoxes Gedankenexperiment mithilfe eines verschränkten Atom-Licht-Zustands.

Bereits 1935 formulierte Erwin Schrödinger die paradoxen Eigenschaften der Quantenphysik in einem Gedankenexperiment über eine Katze, die gleichzeitig tot und...

Im Focus: Flying Optical Cats for Quantum Communication

Dead and alive at the same time? Researchers at the Max Planck Institute of Quantum Optics have implemented Erwin Schrödinger’s paradoxical gedanken experiment employing an entangled atom-light state.

In 1935 Erwin Schrödinger formulated a thought experiment designed to capture the paradoxical nature of quantum physics. The crucial element of this gedanken...

Im Focus: Implantate aus Nanozellulose: Das Ohr aus dem 3-D-Drucker

Aus Holz gewonnene Nanocellulose verfügt über erstaunliche Materialeigenschaften. Empa-Forscher bestücken den biologisch abbaubaren Rohstoff nun mit zusätzlichen Fähigkeiten, um Implantate für Knorpelerkrankungen mittels 3-D-Druck fertigen zu können.

Alles beginnt mit einem Ohr. Empa-Forscher Michael Hausmann entfernt das Objekt in Form eines menschlichen Ohrs aus dem 3-D-Drucker und erklärt: «Nanocellulose...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Smarte Sensorik für Mobilität und Produktion 4.0 am 07. Februar 2019 in Oldenburg

18.01.2019 | Veranstaltungen

16. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

17.01.2019 | Veranstaltungen

Erstmalig in Nürnberg: Tagung „HR-Trends 2019“

17.01.2019 | Veranstaltungen

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

Der Schlaue Klaus erlaubt keine Fehler

18.01.2019 | Informationstechnologie

Neues Verfahren zur Grundwassersanierung: Mit Eisenoxid gegen hochgiftige Stoffe

18.01.2019 | Verfahrenstechnologie

Handgestrickte Moleküle

18.01.2019 | Biowissenschaften Chemie

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