Leichtbau CFK dank Leichbaueigenschaften im Kommen

Im Flugzeugbau ersetzt CFK zunehmend Aluminium als Strukturwerkstoff, weil er zur Gewichtseinsparung führt. Auch bei Investitionsgütern nimmt die Bedeutung dieser Werkstoffgruppe zu. Das zeigte sich auf der Industrial Supply der Hannover-Messe 2012.

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Im Nutzfahrzeug-, Maschinen- und Anlagenbau bietet CFK ein Eigenschaftsprofil, das nicht nur vorteilhafte Festigkeits- und Steifigkeitswerte bietet, sondern auch Vibrationen und Wärmeausdehnung verringert. Dazu kommt eine äußerst hohe Korrosionsbeständigkeit. „Seit einigen Jahren sind CFK-Werkstoffe auf der Industrial Supply eine wichtige Werkstoffgruppe in der Industrie“, beobachtete Arno Reich, Projektleiter Industrial Supply bei der Deutschen Messe AG. „Im Zulieferbereich gehören sie seit langem zu den Innovationsträgern.“ Das Eigenschaftsprofil von CFK erhöht die Laufgeschwindigkeit oder senkt den Energieverbrauch von Maschinen.

Ein wesentlicher Substitutionsmotor ist die Elektromobilität. „Weil die elektrischen Komponenten und Energiespeicher das Gewicht eines Fahrzeugs erheblich beeinflussen, ist der Leichtbau ein unverzichtbares Element für eine effiziente und nachhaltige Mobilität“, berichtete Marc Bicker, Projektleiter im Leichtbau-Cluster Landshut. Grund dafür sei das hohe Gewicht der derzeit bekannten Speichermedien für elektrische Energie.

CFK-Felge 2,5 kg leichter als Aluminiumpendant

Ein Lösungsansatz liegt deshalb in der generellen Gewichtsredutzierung anderer Bauteile, parallel zur Entwicklung effizienterer Energiespeicher. Die Ergebnisse wurden im Themenpark Leichtbau der Messe vorgestellt. Insbesondere auf der Solutions Area lockten die Live-Demonstrationen und Großexponate.

Ein Beispiel dafür war die CFK-Radfelge des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). Sie wiegt 1,5 kg und ist damit 2,5 kg leichter als das vergleichbare Aluminiumpendant. Gefertigt wird die Extremleichtbaufelge im Vacuum Assisted Resin-Transfer Moulding-Verfahren (VA-RTM). Das verspricht im Vergleich zum Prepreg-Autoklav-Verfahren Materialkosten- und Zeiteinsparung.

Verfahren zur Qualitätssicherung bei CFK-Bauteilen vervollständigten die Live-Präsentationen. So demonstrierte der Aussteller GMA Werkstofftechnik die Ultraschallprüfung an Verbundwerkstoffen. Die TU Chemnitz zeigte die sensorische Strukturprüfung innerhalb des Bauteils im Betrieb. Insbesondere bei dynamisch belasteten Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen ist die Qualitätssicherung ein bedeutendes Thema.

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