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Aerographit

Material erfolgreich für Luft- und Raumfahrt getestet

| Redakteur: Rebecca Vogt

Zusammen mit Airbus hat das Institut für Kunststoffe und Verbundwerkstoffe der Technischen Universität Hamburg (TUHH) den von ihm entdeckten Werkstoff Aerographit nun erstmals für den Einsatz in der Luft- und Raumfahrt getestet. Mit Erfolg.

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Aerographit kann sehr gut Licht, wie hier das Licht eines Laserpointers, absorbieren – nur eine von vielen Eigenschaften des Materials.
Aerographit kann sehr gut Licht, wie hier das Licht eines Laserpointers, absorbieren – nur eine von vielen Eigenschaften des Materials.
(Bild: CAU/Stefanie Maack)

2012 haben Wissenschaftler des TUHH-Instituts für Kunststoffe und Verbundwerkstoffe und der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) den Werkstoff Aerographit entdeckt. Sie entwickelten einen neuartigen, ultraleichten Werkstoff mit tetrapodischer Morphologie. Mit seiner hohen elektrischen und thermischen Leitfähigkeit stellt dieser einen Durchbruch in der Werkstoffentwicklung von hochporösen Kohlenstoffschwämmen dar.

Aerographit ist pechschwarz, stabil, elektrisch leitfähig, verformbar und undurchsichtig. Darüber hinaus weist der extrem leichte Kohlenstoffschaum eine geringe Dichte von 0,2 mg/cm³ auf und ist damit 75-mal leichter als Styropor.

Simulation eines Raketenstarts

Trotzdem hält der Werkstoff viel aus: Die Wissenschaftler der TUHH und von Airbus prüften nun an einem von der Europäischen Weltraumorganisation ESA zertifizierten Versuchsstand mit einem Vibrationstest, dem sogenannten Shaker-Test, wie sich der Werkstoff bei extremen Belastungen verhält. Dabei wurde ein Raketenstart simuliert. Der Test stellt einen schnellen experimentellen Ansatz dar, um Werkstoffe der Luft- und Raumfahrt breitbandig auf ihre mechanische Belastbarkeit gegenüber mechanischen Schwingungen und Schocklasten zu testen.

„Dieser erfolgreiche Versuch war der erste Schritt für den Einsatz des Aerographits in der Luft- und Raumfahrt. Nun können wir mit der Forschung für unterschiedlichste Anwendungen beginnen“, erklären Prof. Bodo Fiedler, Leiter des TUHH-Instituts für Kunststoffe und Verbundwerkstoffe, und sein Mitarbeiter Hubert Beisch. Dem schließt sich Detlev Konigorski, Entwickler bei Airbus, an: „Wir müssen das Aerographit auf Prototypen testen.“

Test mit Fluggerät aus dem 3D-Drucker

So soll ein erster Test auf dem unbemannten Flugzeug Thor (Test of High-Tech Objectives in Reality) durchgeführt werden. Dieses im Jahr 2016 von Airbus vorgestellte Fluggerät wird fast vollständig in einem 3D-Drucker hergestellt und dient zur Erprobung neuartiger Technologien – speziell solcher, die aufgrund fehlender praktischer Erfahrungen noch mit Risiko behaftet sind.

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