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Strukturen für die Verkehrstechnik



Projekt NGT: Konstruktion und Auslegung einer Abdeckung im Frontbereich
Erdgebundene Fahrzeuge, wie Personenkraftwagen, Lastkraftwagen und Schienenfahrzeuge, bieten ein großes Anwendungspotential für faserverstärkte Kunststoffe. Dabei müssen neue Strukturen insbesondere folgende Aspekte vereinen: Sie müssen großserientauglich bei einem geringen Preis sein und sollen eine hohe spezifische Bauteilleistung und ein geringes Gewicht vorweisen. In diesem Zusammenhang sind kurzfaser- oder langfaserverstärkte Kunststoffe in Kombination mit endlosfaserverstärkten Kunststoffen besonders interessant. Anwendungen für Strukturen daraus finden sich im Wesentlichen bei Hochdrucksystemen, Crashelementen und Karosserieteilen.

Für leichte und kosteneffektive Strukturen aus Faserverbundwerkstoffen in der Verkehrstechnik müssen neue Bauweisen entwickelt werden. Ein direktes Spin-Off aus der Luftfahrt in die Automobilindustrie ist nur schwer umsetzbar, da sich Lasten und Anforderungen aber auch die Stückzahlen und Preisvorstellungen unterscheiden. Deshalb nutzt die Abteilung das vorhandene Wissen und die Erfahrung mit Hochleistungswerkstoffen aus der Luft- und Raumfahrt, um automobilfähige Strukturen anforderungsgerecht zu entwickeln.

Insbesondere Monomer-Infiltrationsverfahren eignen sich sehr gut für die Herstellung von Bauteilen für die Verkehrstechnik. Fasergerüste werden bei dieser Methode mit Harz aus thermoplastischen Ausgangstoffen infiltriert. Es entstehen recycelbare Strukturen. Kombiniert man dies mit den entsprechenden Pressverfahren und mit einer Kurzfaserspritztechnik, so können schnelle Fertigungsprozesse mit wirtschaftlichen Taktzeiten auch für Großserien dargestellt werden.

Kohlenstofffaserverbundwerkstoffe besitzen bei entsprechender Bauweise die Fähigkeit, im Falle des Versagens der lasttragenden Faserstruktur, enorme Energien zu absorbieren. Diese Strukturcharakteristika können bei Anwendungsgebieten, welche einer möglichen Impact- oder Crashbelastung ausgesetzt sind, zu Nutze gemacht werden, beispielsweise im Bereich von Stoßfängern.

Am Beispiel eines Führerstandes für einen Hochgeschwindigkeitsschnellzug wurde gezeigt, dass crashtaugliche Strukturen aus der Luftfahrt auch wirtschaftlich im Schienenverkehr eingesetzt werden können. Dabei besteht der Schutz im Wesentlichen gegen Impaktschäden, die bei hoher Geschwindigkeit, ähnlichen einem startenden oder landenden Flugzeug, z.B. durch Stein- oder Vogelschlag verursacht werden können.


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