Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Instituts für Polymerwerkstoffe und Kunststofftechnik (PuK) der TU Clausthal sowie des Instituts für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik der TU Dresden haben für eine gemeinsame Arbeit den Innovationspreis der Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe (AVK) erhalten. Die in der Fachwelt hoch angesehene Auszeichnung wurde im September auf der Composite Europe 2019 in Stuttgart in der Kategorie „Forschung/Wissenschaft“ überreicht.
Das Herstellen großflächiger Faserkunststoffverbund-Bauteile, etwa von Rotorflügeln an Windkraftanlagen, mit konventionellem Infiltrationsverfahren ist aktuell mit einer hohen Zykluszeit, hohem Materialabfall und hohem manuellen Arbeitsaufwand verbunden. Neben dem zeitintensiven Laminataufbau ist insbesondere der Infiltrationsprozess aufgrund der Bauteilgröße und langen Fließwege sehr langwierig. Dieser wird maßgeblich durch die Durchlässigkeit, der sogenannten Permeabilität, der textilen Struktur beeinflusst. In der Praxis werden daher zur Beschleunigung Harzverteil- und Fließunterstützungssysteme eingesetzt, die zu einem hohen Abfallaufkommen führen.
Mit der erfolgreichen, prämierten Entwicklung eines Verfahrens zur simulationsgestützten, textiltechnischen Integration temporärer Strömungskanäle in textile Verstärkungshalbzeuge ist eine deutliche Erhöhung der Durchlässigkeit und damit eine Senkung der Infiltrationszeiten um rund 50 Prozent bei gleichen mechanischen Bauteileigenschaften erreichbar. Bei Verwendung der neuartigen Halbzeuge sind für die Infiltration keine zusätzlichen Fließhilfen und komplexe Matrixzuführ- und Verteilsysteme mehr notwendig. Dadurch sind zusätzlich die Vor- und Nachbereitungszeit des Prozesses sowie der Abfall deutlich reduziert. Somit wird mit den Entwicklungen eine neue ressourcenschonende und nachhaltige Methode zur schnellen Fertigung von Faserverbundbauteilen bereitgestellt.
Die gemeinsamen Arbeiten beider Institute erfolgten im Rahmen eines Vorhabens der Forschungsvereinigung DECHEMA und wurden über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert. Der genaue Titel lautet: „Entwicklung eines simulationsgestützten Verfahrens zur schnellen Imprägnierung großer und komplexer Strukturen auf Basis neuartiger textiler Halbzeuge mit integrierten temporären Strömungskanälen“.
Die Preisträger
Zum Preisträgerteam zählen aus Clausthal M.Sc. Amke Eggers, Dr. Dilmurat Abliz, Professor Gerhard Ziegmann und Professor Dieter Meiners. Seitens des Dresdner Instituts haben sich eingebracht Diplom-Ingenieur David Hoffmann, Dr. Wolfgang Trümper sowie Professor Chokri Cherif.
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