Faserverbundwerkstoffe

Faserverbundwerkstoffe, allen voran die mit Glasfasern oder Carbonfasern verstärkten Duromere, sind unverzichtbar geworden, um etwa in Flugzeug- oder Fahrzeugbau ressourcenschonende Leichtbaustrukturen zu realisieren. Auch im Bereich der regenerativen Energien, insbesondere der Windenergie, gestatten sie energieeffiziente Bauweisen und erhöhen so die Wirtschaftlichkeit. Ihre Vorteile liegen in der hohen Steifigkeit in Faserrichtung in Verbindung mit der Formgebung durch die Matrix.

Das Kompetenzspektrum des Fraunhofer IFAM auf den Gebieten der glas-, carbon- oder auch naturfaserverstärkten Kunststoffe reicht von der Harzentwicklung über Design und Herstellung von Bauteilen und deren Oberflächenmodifikation bis zur automatisierten Montage und Bearbeitung.

Ausgangspunkt ist die Auswahl bzw. Entwicklung geeigneter Harzsysteme, sowohl für Bauteile mit sehr guten mechanischen Eigenschaften als auch für spezielle Anforderungen wie elektrische Leitfähigkeit, Blitzschutz und die Schlagzäh-Modifizierung. Darüber hinaus bestimmt das Harzsystem im Wesentlichen den Verarbeitungsprozess und die Verarbeitungszeiten. Im Fokus der Entwicklung stehen neuartige Duromere, die sich trotz dreidimensionaler Netzwerkstruktur thermoplastisch verarbeiten lassen, auch bei hohem Automatisierungsgrad. Halbzeuge und Bauteile können so effizient und durch Verwendung nachwachsender Rohstoffe ressourcenschonend hergestellt werden.

Herausragende Werkstoffcharakteristika werden erst durch optimale Wechselwirkungen zwischen Fasern und Matrixharz erzielt. Dies gelingt nicht zuletzt durch den Einsatz verschiedener Oberflächentechniken wieder Plasmabehandlung an Faseroberflächen. Auch bei der Herstellung und Weiterverarbeitung von Bauteilen spielen Oberflächenmodifikationen wie das Reinigen und Aktivieren, das Lackieren und das Aufbringen von Funktionsschichten eine zentrale Rolle. Klebtechnische Lösungen und angepasste Korrosionsschutzkonzepte helfen, Kontaktkorrosion bei Materialverbunden zwischen CFK und metallischen Werkstoffen zu vermeiden.

Schnelle, qualitätsgesicherte Prozesse sind unerlässlich für die Serienproduktion. Das Fraunhofer IFAM bietet Automatisierungslösungen an, die auch bei sehr großen, wenig maßhaltigen Faserverbundstrukturen die präzise Montage und Bearbeitung unter erheblicher Zeitersparnis ermöglichen. Besonderer Wert wird dabei auf leichte, mobile und modular kombinierbare Systemkomponenten gelegt, die sich im Sinne einer wandlungsfähigen Produktion ohne nennenswerten Aufwand und Kosten anpassen lassen. Ein übergreifender Kompetenzbaustein ist die Qualitätssicherung. Die durchgängige Überwachung des Zustandes von Bauteiloberflächen durch maßgeschneiderte Inspektionsverfahren ist hier beispielsweise ein wesentliches Ziel zur Optimierung spezifischer Fertigungsprozesse. Dies wird durch umfassende, branchen-und produktübergreifende Personalqualifizierungen unterstützt. Im Rahmen der Weiterbildung findet ein Technologietransfer statt, bei dem wissenschaftliche Erkenntnisse und Methoden den Weg in die industrielle Anwendung finden.

Informieren Sie sich über die Kernkompetenz Faserverbundwerkstoffe am Fraunhofer IFAM in den Abteilungen

 

Automatisierung und Produktionstechnik

 

Klebstoffe und Polymerchemie

 

Chemie der Faserverbundkunststoffe

 

Weiterbildung und Technologietransfer