Motivation

Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) werden aufgrund ihres einzigartigen Verhältnisses zwischen geringer Dichte und hohen Festigkeits- und Steifigkeitswerten besonders in gewichtskritischen Anwendungen eingesetzt. Vor dem Hintergrund stetig wachsender Anforderungen an Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz wird in der Entwicklung neuer Produkte die maximale Ausnutzung von Werkstoffpotenzialen angestrebt. Für mehrachsige Belastungsfälle werden aufgrund des anistropen Materialverhaltens von FKV zum aktuellen Stand der Technik multidirektionale Laminataufbauten eingesetzt werden. Eine neuartiger Materialverbund aus FKV- und Elastomerteilbereichen verspricht eine Dehnungsentkopplung der hochbelasteten FKV-Teilbereiche, wodurch sich die Spannungsverteilung im Bauteil optimieren und das Werkstoffpotenzial der Faserverbundteilbereiche ausschöpfen lässt. In ersten Bauteilsimulationen und Belastungstests an Funktionsmustern mit dem neuartigen Material konnte im Vergleich zu klassischen Laminataufbauten eine deutlich erhöhte Energieaufnahmefähigkeit nachgewiesen werden.

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Zielsetzung

Das Ziel der Verbundvorhabens ist die Reifegradsteigerung von Elastomer-Faserverbund-Hybridmaterialien (ELFA). An zwei Anwendungsfällen aus den Bereich Antriebs- und Fahrwerkstechnik soll das Material weiterentwickelt und unter realitätsnahen Einsatzbedingungen erprobt werden. Der aktuelle Entwicklungsstand, der dem Technology Readiness Level (TRL) 4 entspricht, soll im Rahmen des Forschungsprojektes auf TRL 6 gesteigert werden. Damit geht die erfolgreiche Erprobung eines Funktionsprototypen in der Einsatzumgebung und der Aufbau einer Pilotanlage für Produktionsprozess einher. Am IPE werden insbesondere folgende Teilaspekte beleuchtet:

• Materialauswahl und Materialcharakterisierung
• Anwendungsnahe Erprobung von Funktionsmustern und Prototypenbauteilen
• Entwicklung von Simulations- und Lebensdauerprognosemodellen
• Lebensdauerprüfungen und Eigenschaftsabsicherung

In dem Projekt sollen zudem zukünftige Marktpotenziale identifiziert werden.

Forschungs- und Projektpartner

• NEMOS GmbH
• Institut für Produkt Engineering (IPE)
• ICM Composites GmbH

Zuwendungsgeber

Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Förderkennzeichen: 03XP0418C

Projektträger

Projektträger Jülich (PTJ), Forschungszentrum Jülich
 

Ansprechpartner

Moritz Rayer, M.Sc.

moritz.rayer@uni-due.de
0203 - 379 1534