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Institut für Bauweisen- und Konstruktionsforschung

Institut für Bauweisen- und Konstruktionsforschung, Stuttgart

Das Institut für Bauweisen- und Konstruktionsforschung entwickelt Hochleistungsstrukturen unter Verwendung von Verbundwerkstoffen mit polymerer und keramischer Matrix. Die Entwicklungen sind nicht nur für Luft- und Raumfahrtanwendungen, sondern auch für allgemeine technische Anwendungen der alternativen Energietechnik, des Fahrzeug- und Apparatebaus.

Auf diesen Arbeitsgebieten werden Konstruktionsprinzipien entwickelt und geprüft, die unter den vorgegebenen Einsatzbedingungen ökonomische Lösungen mit hoher Zuverlässigkeit bieten. Dies geschieht seit mehr als 25 Jahren in Kooperation mit nationalen und internationalen Partnern aus der Industrie, den Universitäten sowie internationalen Forschungseinrichtungen.

Im Vordergrund steht der Anspruch, neue, leistungsfähigere und kosten-günstigere Leichtbaustrukturen zu gestalten, die mit den traditionell zur Verfügung stehenden Materialien und Bauteilgestaltungsprinzipien keine Leistungssteigerung mehr zulassen.
Neue Ansätze auf der Basis faserverstärkter Verbundwerkstoffe und hybrider Werkstoffkombinationen führen dabei zu innovativen Leichtbaustrukturen, bei denen vorteilhafte Werkstoffeigenschaften genutzt und -defizite durch Bauweisen kompensiert werden.

Ein besonderes Augenmerk liegt bei kostengünstigen Fertigungs-, Verarbeitungs- und Fügetechniken für duroplastische und thermoplastische endlosfaserverstärkte Composites sowie für faserbewehrte keramische Werkstoffe. Beispielhaft sind hier Hochtemperaturbauteile für Triebwerke und Radome sowie Vakuuminfiltrationsverfahren für große Luftfahrtstrukturen zu nennen.

Die Anwendung faserkeramischer Werkstoffe konzentriert sich auf Bauteile für Einsatztemperaturen bis 2000 °C, wie thermische Schutzsysteme, Wiedereintrittskörper und Komponenten des Antriebs für Raumfahrtanwendungen. Andere Einsatzmöglichkeiten sind im Verkehr und Maschinenbau gegeben, z.B. Bremsen, Kupplungen usw., wo gute
Verschleiß- und Friktionseigenschaften sowie geringes Gewicht von Vorteil sind.

Ein weiterer Schwerpunkt liegt in der Verbesserung der strukturellen Integrität von hochbeanspruchten Tragstrukturen unter schlag- oder stoßartiger Belastung. Neben Crashsimulationen für Hubschrauber und Zellen von Flächenflugzeugen, sowie erdgebundenen Transportsystemen (Bahn, Bus, PKW), werden auch beschuss- und explosionsartige Lastfälle untersucht z.B. durch Fremdkörper. Die numerischen Simulationsprogramme und die so ausgelegten Strukturen werden experimentell verifiziert.