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Leichtbau Kupferbeschichtete Kohlenstofffasern

| Redakteur: Beate Christmann

Das Start-up Inca-Fiber, das der TU Chemnitz entsprungen ist, soll ein Verfahren zur Kupferbeschichtung von Kohlenstofffasern für industrielle Anforderungen entwickelt haben. Nach eigener Aussage können die Wissenschaftler damit pro Jahr rund 700 kg der Hightechfasern herstellen.

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Kupferbeschichtete Kohlenstofffasern für industrielle Anforderungen: Prof. Dr. Thomas Lampke, Dr. Falko Böttger-Hiller und Roy Morgenstern (v.l.n.r.) besprechen an der Pilotanlage einen Versuch.
Kupferbeschichtete Kohlenstofffasern für industrielle Anforderungen: Prof. Dr. Thomas Lampke, Dr. Falko Böttger-Hiller und Roy Morgenstern (v.l.n.r.) besprechen an der Pilotanlage einen Versuch.
(Bild: TU Chemnitz)

Wieder einen Schritt weiter in Sachen Leichtbau gekommen ist das Start-up Inca-Fiber, das der Technischen Universität Chemnitz entsprungen ist. Den Jungunternehmern soll es gelungen sein, ein Verfahren zur Kupferbeschichtung von Kohlenstofffasern für industrielle Anforderungen zu entwickeln.

Bisher nur händisch hergestellte Forschungsmaterialien

Durch das sehr gleichmäßige Verkupfern in einem automatisierten galvanischen Durchlaufprozess wird das Eigenschaftsspektrum von Kohlenstofffasern maßgeblich erweitert und bietet damit Vorteile bei elektromagnetischer Schirmung, Blitzschutz, thermischer und elektrischer Leitfähigkeit sowie hinsichtlich der Haftvermittlung in hybriden Werkstoffen. Bis vor kurzem waren auf dem Markt nur händisch hergestellte Forschungsmaterialien mit einer Länge von wenigen Metern verfügbar.

In den letzten Wochen soll es den Chemnitzer Forschern gelungen sein, die positiven Ergebnisse der Laborversuche erfolgreich auf eine eigens entwickelte, semi-industrielle Pilotanlage zu übertragen. „Nachdem wir zu Beginn unserer Entwicklungsarbeiten lediglich 7 cm lange Faserstücke sehr aufwändig beschichtet haben, sind wir nun sehr stolz, in einer kontinuierlich arbeitenden 25 m langen Anlage endlos Fasern beschichten zu können“, erklärt Dr. Falko Böttger-Hiller, einer der zwei Geschäftsführer von Inca-Fiber und Absolvent der TU Chemnitz. Dadurch wollen sie mit rund 700 kg/Jahr erstmals ausreichend große Mengen an Kohlenstofffasern bereitstellen können, um potentielle Kunden für Forschungs- und Entwicklungsarbeiten mit metallisierten Fasern zu beliefern und in deren Prozesskette zu integrieren.

Interdisziplinärer Forschungsansatz

Es waren aufwändige Grundlagenuntersuchungen in einem interdisziplinären Team aus jungen Wissenschaftlern rund um die Galvano- und Oberflächentechnik erforderlich. Insbesondere an der Elektrolytentwicklung und der Prozessautomatisierung wurde viel geforscht, bis eine homogene Beschichtung auf jeder Faser eines Bündels, bestehend aus bis zu 12.000 Fasern, metallisiert werden konnte. Dieser Erfolg wurde im Jahr 2013 mit dem Nachwuchsförderpreis der Deutschen Gesellschaft für Galvano- und Oberflächentechnik (DGO) gewürdigt. Im Juli 2015 begann der Transfer dieser Forschungsarbeiten in ein wirtschaftlich tragfähiges Konzept, unterstützt durch die Bewilligung einer Exist-Forschungsförderung durch das Bundeswirtschaftsministerium (BMWi) und den Europäischen Sozialfonds (ESF).

„Wir werden uns zukünftig auf die wirtschaftliche Umsetzung des Verfahrens mit Kupfer konzentrieren“, kommentiert Böttger-Hiller. Nachdem die technologische Hürde für eine wirtschaftliche Produktion überwunden ist, soll in den kommenden Monaten der Durchsatz der Anlage mit Fokus auf die Anforderungen des Marktes angepasst werden. Nach der ersten Förderung im Umfang von rund 700.000 € steht eine Anschlussfinanzierung über den Exist-Forschungstransfers in Aussicht. Neben Unternehmen wie Airbus gehören auch die Fraunhofer-Gesellschaft, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie namhafte Firmen aus der Automobilindustrie zu den Geschäftspartnern.

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