Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung von Thermoplasthybridstrukturen aus gehobelten Aluminium- und recycelten Hoch-leistungsfasern mit verbessertem Ermüdungs- und Impactverhalten

Etablierte Faser-Metall-Laminate (FML), z. B. GLARE®, ARALL® und CARALL® bestehen aus alternierenden Schichten aus Aluminiumfolien und CFK. Durch die Kombination von Lagen dünner hochsteifer Faserverbundkunststoffe (FVK) und duktiler Aluminiumfolien können bei einem hohen Leichtbaupotential gegenüber konventionellen Aluminiumblechen und FVK verbesserte Ermüdungs- und Lochleibungseigenschaften, hohe Schadenstoleranzen und ein verbessertes Durchbrandverhalten der darauf basierenden Verbundbauteile realisiert werden. Jedoch besteht an den interlaminaren Grenzflächen ein stark ausgeprägtes Delaminations- und Rissbildungspotential. Zudem weisen die FML hohe Material- und Herstellungskosten vor. Deshalb besteht das Ziel des geplanten Forschungsvorhabens in der Konzeption, Entwicklung und Umsetzung von auf Mikroebene durchmischten Hybridstrukturen aus recycelten Hochleistungs- (rHLF), gehobelten Aluminium- (gAl) und Thermoplastfasern (TPF) mit skalierbaren Festigkeits- und Steifigkeitseigenschaften sowie verbesserten Ermüdungs- und Impacteigenschaften als Alternative zu FML für ein breites Anwendungsfeld im Leichtbau. Zur Erreichung des Ziels werden Textilstrukturen (gAl-rHLF-Fibre Sheets) mit definierten Faservolumenanteilen und einer homogenen Durchmischung auf Faserebene (Mikroebene) auf Basis von in der KMU breit etablierten Krempel-, Strecken- und Banddoubliertechnologie entwickelt. Die zu entwickelnden frei verformbaren flächigen gAl-rHLF-Fibre Sheets mit variabler Breite, Dicke und unidirektional ausgerichteten Fasern und den darauf basierenden Hybridcomposites weisen gegenüber konventionellen FML ein hohes Maß an Nachhaltigkeit, Skalierbarkeit sowie hohe Wirtschaftlichkeit auf. Damit eröffnet sich die Gelegenheit für die KMU der Textilindustrie, neue kostengünstige Produkte und Technologien für den stark wachsenden Compositemarkt zu entwickeln und sich als Lieferant für die Automobil-, Luftfahrt- und Windenergieindustrie zu etablieren.