Innovative Dresdner Technologie für Verbundwerkstoff-Bauteile

Auf der weltgrößten Verbundwerkstoffmesse JEC, die vom 9. bis 11. April 2002 in Paris stattfindet, präsentieren Wissenschaftler aus dem Institut für Polymerforschung Dresden e. V. (IPF) und der aus dem Institut ausgegründeten Firma Hightex Verstärkungsstrukturen GmbH innerhalb eines sächsischen Gemeinschaftsstandes erneut neueste Ergebnisse auf dem Gebiet der Entwicklung beanspruchungsgerechter Bauteile aus Faserverbundwerkstoffen.
Im vergangenen Jahr hatte auf der Messe ein hochfester und superleichter Roboterarm für Aufsehen gesorgt, der auf der Grundlage der in Dresden entwickelten Tailored Fibre-Placement-Technologie (TFP) produziert worden war. (vgl. Pressemeldung 03/2001: http://www.ipfdd.de/whatsnew/robotarm.html ) Die TFP-Technologie erlaubt, Verstärkungsfasern in Preforms so anzuordnen, dass sie genau entsprechend vorberechneter Beanspruchungsrichtungen in Verbundbauteile eingebracht werden können. Nunmehr werden neue Arbeiten vorgestellt, die das Potenzial, neue Einsatzmöglichkeiten und schließlich auch die ökonomische Wettbewerbsfähigkeit der TFP-Technologie demonstrieren. Damit sollen Anwender ermutigt werden, TFP-Teile als echte Alternative zu prüfen, wenn besonders hohe Anforderungen an Bauteile zu realisieren sind.
Am IPF wurden in Kooperation mit der Luftfahrtindustrie (Airbus) typische Flugzeugbauteile mit Hilfe der TPF-Technologie hergestellt und hinsichtlich ihrer Eigenschaften, der möglichen Gewichtseinsparung und der Produktionskosten mit herkömmlich hergestellten Teilen verglichen. Erste Untersuchungen haben gezeigt, dass mittels TFP-Technologie produzierte I-Profile solchen aus Aluminium oder mit Verstärkungsgeweben hergestellten bezüglich des Eigenschafts-Gewichts-Verhältnisses überlegen sind, d. h. gleiche mechanische Eigenschaften können mit geringerem Materialeinsatz und folglich deutlich reduziertem Gewicht realisiert werden. Die Produktionskosten können mit denen der konventionellen Verfahren durchaus konkurrieren, und nicht zuletzt wurde nachgewiesen, dass TPF-Teile den strengen Sicherheitsstandards für Luftfahrzeuge standhalten. Verschiedene I-Profile für den Hubschrauber NH90 von Eurocopter, deren Preforms von Hightex in Serie produziert wurden, werden als Beispiele gezeigt.
Hightex präsentiert außerdem Gitterstrukturen aus kohlenstofffaserverstärktem Kohlenstoff, die in Kooperation mit Schunk Kohlenstofftechnik für den Einsatz in Härtungsöfen entwickelt wurden. Ihr wesentlicher Vorteil gegenüber Metallgittern ist ihre hohe Wärmeformbeständigkeit in für den Härtungsprozess erforderlichen Temperaturbereichen bis zu 1400 °C und die daraus resultierende lange Lebensdauer. Im Vergleich mit konventionell (d. h. mit Gewebe) verstärkten Kohlenstoffverbund-Gittern sind die TFP-Strukturen wesentlich kostengünstiger.