Composites

Nur der richtige Materialmix bringt Erfolg

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Aerospace-Spezialisten setzen weiter auf CFK

Außer der Automobilindustrie schicken sich wohl die Hersteller von Eisenbahnzügen an, ein neues, breites Anwendungsspektrum für faserverstärkte Werkstoffe – speziell in Asien – zu erschließen. Auch dabei soll wieder Gewicht eingespart werden, damit zum Antrieb der Züge weniger Energie aufgewendet werden muss als bisher.

Dr.-Ing. Jan Stüve ist Abteilungsleiter für Verbundprozesstechnologie am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) im Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik in Stade. Bei den Carbonfasern sieht der Ingenieur die Anwendungen primär im Bereich der Hochleistungskunststoffe. Doch diese Materialien sind sehr teuer. Die carbonfaserverstärkten Werkstoffe werden deshalb im Profisportbereich sowie in der Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet. „Mit dem Airbus A 350 gibt es bereits ein Flugzeug, das einen hohen Anteil an Carbonfasern hat“, berichtet Stüve.

Verbesserte CFK-Fertigungsmethoden

Bei diesem Flugzeug würden die Fertigungsmethoden nun verbessert, damit die Stückzahlen auch wirtschaftlich erhöht werden könnten. Bei Airbus ist das „Brot-und-Butter-Geschäft“ allerdings die A-320-Familie. Dieses Flugzeug ist zwar weitgehend aus Aluminium gebaut, jedoch bestehen die Seitenleitwerke aus CFK. Auch bei diesem Flieger gelte es momentan, die existierenden Fertigungstechnologien zu verbessern. Zu aktuellen Entwicklungstendenzen befragt, antwortet der DLR-Experte: „Auf der Forschungsseite gibt es ein großes Interesse an carbonfaserverstärkten thermoplastischen Kunststoffen.“ Der Vorteil finde sich in der Möglichkeit, Teile aus dieser Art Composites durch thermisches Schweißen relativ einfach miteinander verbinden zu können, weil sich die Matrix aufschmelzen lässt.

Windkraft-Giganten sorgen selbstständig für Schongang im Getriebe

Eine Domäne beim Einsatz faserverstärkter Werkstoffe betrifft die Rotorblätter von Windkraftanlagen. Auch dabei arbeitet das DLR in Stade mit. Genau geht es dabei um die 20 m langen Rotoren für den Testbetrieb, die eine sogenannte Biegetorsionskopplung aufweisen. So ausgerüstet, sollen sich die Giganten bei einfallenden Windböen biegen und aus dem schlimmsten Wirkungsbereich der Böe wegdrehen können – ähnlich wie es ein Blatt am Baum kann. Durch diese Möglichkeit wird die Kraft, die sonst auf die Turbine wirken würde, deutlich abgeschwächt. Weitere Anwendungen lokalisiert Stüve im Maschinenbau: „Immer dann, wenn Massen sehr oft und andauernd beschleunigt und abgebremst werden, sind CFK-Komponenten die Leichtbaulösung.“

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