Google+ Facebook Twitter XING LinkedIn GoogleCurrents YouTube

Fraunhofer IAP

Makro-Mikrowellen machen CFK-Teileherstellung günstiger

| Redakteur: Peter Königsreuther

Die Herstellung von carbonfaserverstärkten Leichtbaukomponenten für den Luft- und Raumfahrsektor soll mithilfe großtechnisch nutzbarer Mikrowellensysteme günstiger werden, wie die Forscher am Wildauer Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP beweisen können. Dem Einsatz von CFK als Ersatz für den Klassiker Aluminium soll damit ein weiteres Tor geöffnet werden, wie es weiter heißt.
Bildergalerie: 1 Bild
Die Herstellung von carbonfaserverstärkten Leichtbaukomponenten für den Luft- und Raumfahrsektor soll mithilfe großtechnisch nutzbarer Mikrowellensysteme günstiger werden, wie die Forscher am Wildauer Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP beweisen können. Dem Einsatz von CFK als Ersatz für den Klassiker Aluminium soll damit ein weiteres Tor geöffnet werden, wie es weiter heißt. (Bild: Michael Setzpfandt)

Firma zum Thema

Der Forschungsbereich Polymermaterialien und Composite PYCO des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Polymerforschung IAP in Wildau nutzt jetzt großtechnische Mikrowellensysteme für die wirtschaftlichere Herstellung carbonfaserverstärkter Bauteile für die Luft- und Raumfahrt, wie es heißt.

Carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) sind besonders leicht und stabil. Deshalb wachse ihre Bedeutung für die Luft- und Raumfahrt. Im Airbus A350 verdrängt CFK nach Aussage der Forscher das Aluminium bereits maßgeblich. Bisher sei Aluminium aber deutlich günstiger und die nötigen Herstellungsverfahren für Bauteile würden besser beherrscht. Um CFK aber künftig noch häufiger als Leichtbaualternative einsetzen zu können, muss die Herstellung der Bauteile noch günstiger und effizienter werden, wie die Experten des Fraunhofer-Instituts IAP betonen.

Mikrowellensystem nutzt Fließbandprinzip

Die Forscher des Fraunhofer IAP setzen dabei auf ein spezielles Aushärtungsverfahren: Bisher wurden die Leichtbaumaterialien in Öfen thermisch ausgehärtet. PYCO-Leiter Dr. Christian Dreyer vergleicht das Prozedere mit dem heimischen Backen: „Wie ein Kuchen werden die Bauteile von außen nach innen gebacken beziehungsweise gehärtet.“ Dabei könnten jedoch Materialrisse entstehen, die das Bauteil unbrauchbar machten. Im Forschungsbereich PYCO wird deshalb nun die materialschonendere Mikrowellentechnologie eingesetzt, wie Dreyer erklärt. Denn Mikrowellen erhitzen bekanntlich nur die dafür empfänglichen Materialien. In diesem Fall ist das lediglich das Bauteil und nicht die Umgebung. Das spare Energiekosten. Zusätzlich wirkten die Mikrowellen nicht nur auf und über die Oberfläche, sondern sofort auch im gesamten Bauteilvolumen. „Wir verwenden einen Mikrowellenofen, in dem Bauteile mit maximal 1 m Breite und Höhe Platz finden, sowie eine Durchlaufmikrowelle für bandförmige Materialien“, beschreibt Dreyer.

Mit zwei Frequenzen flexibler Härten

Für bestimmte Anwendungen, zum Beispiel Trocknungsprozesse, sei die Mikrowellentechnik bereits industriell etabliert. Allerdings handelt es sich meist um maßgeschneiderte Anlagen, die, wie es weiter heißt, nur an einen einzelnen Prozess angepasst sind. „Wir entwickeln Materialien und Härtungsprozesse, die auf die jeweilige Anwendung zugeschnitten werden. Während konventionelle Mikrowellen nur bei einer Frequenz arbeiten, verfügt unsere Durchlaufmikrowelle über zwei Frequenzen“, merkt Dreyer an. Diese könnten einzeln oder in Kombination eingesetzt werden und ermöglichten so die Variation der Eindringtiefe. Ein weiterer Vorteil der Durchlaufmikrowelle ist laut Dreyer, dass sie hinter die modular aufgebaute horizontale Imprägnieranlage geschaltet werden kann. Diese Variabilität sei für Industriepartner besonders attraktiv, die etwa Tests durchführen möchten.

Expertengespicktes Areal unterstützt Leichtbau

Innovative Luft- und Raumfahrtunternehmen sowie die Technische Hochschule Wildau sind in direkter Nachbarschaft zum PYCO-Technikum angesiedelt. Deshalb könnte man von den Forschungsleistungen des Fraunhofer IAP bestens profitieren: „Mit der TH Wildau kooperieren wir bereits in der Forschergruppe ›Thermosets im Leichtbau‹. Hier können angehende Ingenieure praktische Erfahrungen sammeln“, so Dreyer.

Zudem fördere das Land Brandenburg das „Kompetenzzentrum für energie- und ressourceneffizienten Leichtbau in der Region Berlin-Brandenburg“ durch Mittel des europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE). Unter der Federführung des Fraunhofer IAP / PYCO werden gemeinsam mit der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus – Senftenberg, der TH Wildau sowie der Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde und Experten aus Industrieunternehmen der Region Forschungsprojekte zum Thema Leichtbau durchgeführt, um die Wirtschaft in der Region nachhaltig zu unterstützen.

MM

Kommentare werden geladen....

Kommentar zu diesem Artikel abgeben
  1. Avatar
    Avatar
    Bearbeitet von am
    Bearbeitet von am
    1. Avatar
      Avatar
      Bearbeitet von am
      Bearbeitet von am

Kommentare werden geladen....

Kommentar melden

Melden Sie diesen Kommentar, wenn dieser nicht den Richtlinien entspricht.

Kommentar Freigeben

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

Freigabe entfernen

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Infos finden Sie unter www.mycontentfactory.de (ID: 44784609 / Kunststofftechnik)