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Leicht und stark – Wolfsbacher Forscher entwickeln Prototypen für Bauteile aus Carbonbändern

 „Schneller, weiter, höher“ ist ein Anspruch in vielen Unternehmen. Die Neue Materialien Bayreuth GmbH (NMB) setzt noch eines drauf: „Leichter“ ist die Zielsetzung der Wolfsbacher Ingenieure. 30 bis 50 Prozent weniger Gewicht pro Bauteil – bei solchen Zahlen kommen Auto- und Flugzeugbauer ins Schwärmen.

Die NMB-Forscher haben eine weltweit einzigartige Anlage zur Herstellung von Formteilen aus Faserverbundkunststoffen aufgebaut. Als die Wolfsbacher vor wenigen Tagen Unternehmer zur Präsentation der neuen Anlage einluden, rechneten sie mit etwa 30 bis 50 Zusagen: „Tatsächlich hatten wir 120 Besucher, die sich über die neue Technologie informiert haben“, sagt Michael Kropka, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Geschäftsbereich Kunststoffe. Das Interesse ist groß, denn der neue Prozess spart Geld und Zeit. Carbon- oder glasfaserverstärkte Kunststoffbänder (sogenannte Tapes) bilden das Ausgangsmaterial für leichte, aber sehr starke Bauteile aus thermoplastischen Faserverbundkunststoffen. In Autos sind zum Beispiel die Mulden für die Ersatzreifen, die Batteriekästen oder auch die Schalen der Sitze mögliche Einsatzfelder für die modernen Leichtbauwerkstoffe. Mit dem neuen Verfahren produzieren die Wolfsbacher für diese Bauteile sogenannte Preforms, die individuell auf die spätere Belastung abgestimmt und mit weniger Verschnitt als bisher gefertigt werden können. „Wir streben Zykluszeiten von 180 Sekunden an“, sagt Kropka.

Michael Kropka zeigt eine Form, die aus besonders leichten Kunststoffbändern auf der neuen Anlage hergestellt und dann in einer Presse verschweißt wurde. Bei gleicher Stabilität sind die neuen Materialien nur halb so schwer wie herkömmliche Teile. Foto: Ronald Wittek

 

Um das zu ermöglichen, haben die  NMB-Forscher zusammen mit der Rehau  AG und dem Kronacher Maschinenbauer  M.A.i eine Anlage entwickelt,  deren Herzstück ein Tisch mit Ansauggebläse  ist. Darauf werden die  Bänder maschinell so angeordnet, dass  die verschiedenen Schichten später bei  geringem Materialeinsatz enorm hohe  Lasten aushalten; auf einem zweiten  Tisch werden diese Streifen mit Ultraschall-  Schweißköpfen punktweise fixiert,  ehe sie in einer Presse unter Hitzeeinwirkung  zur gewünschten Preform  verschweißt werden. Die Wolfsbacher  kombinieren die beiden Prozesse  – Legen der Bänder und Schweißen  – so geschickt, dass dieser aufwendige  Schritt deutlich schneller und  damit günstiger wird als bisher.

Bislang werden aufwendig produzierte Faserverbund-Bauteile nur in Kleinserien verbaut. Vor dem Hintergrund der von der EU geforderten Senkung der CO₂-Emissionen über die gesamte Fahrzeugpalette eines Konzerns ist es jedoch erklärtes Ziel der Automobilindustrie, Gewicht zu sparen. Leichtbau, auf den die Wolfsbacher spezialisiert sind, ist das Mittel zum Zweck. Die Teile aus den neuen Materialien sind bei halbem Gewicht ebenso stabil wie die bisher verwendeten Werkstoffe.

Die Wissenschaftler der NMB haben unter Leitung von Professor Volker Altstädt auf dem Bayreuther Technologiehügel bisher Prototypen zur Darstellung des neuen Verfahrens gebaut. Aber „die Technologie könnte, so wie Sie sie hier sehen, auch in die Serienproduktion übertragen werden“, erklärt Kropka. Denn die Arbeit der Wissenschaftler dient nicht nur der Theorie, sondern soll auch engen Bezug zur industriellen Praxis haben. Das neue Verfahren ist nicht nur für die Automobil- und die Luftfahrtindustrie interessant. Kropka: „Überall, wo hohe Belastungen auftreten und gleichzeitig Gewicht gespart werden muss, ist unsere Technologie einsetzbar.“ Als Beispiel nennt er Motorsägen, Tennisschläger und Ski-Bindungen – völlig unterschiedliche Anwendungen, aber alle Nutzer wollen möglichst leichte Geräte.

 Quelle: Nordbayerischer Kurier vom 16.04.2016


Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. Claudia Benedickt
Neue Materialien Bayreuth GmbH Öffentlichkeitsarbeit
Gottlieb-Keim-Str. 60, 95448 Bayreuth-Wolfsbach
Telefon: 0921 507 36 132
E-Mail: claudia.benedickt@nmbgmbh.de

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