Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoff

Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoffe

Wie lässt sich Material sparen und extreme Tragfähigkeit erzeugen?

Werkstoffe aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK) sind extrem leistungsfähig und erlauben völlig neuartige Konstruktionen. Die eingesetzten wirksamen Faserstränge nehmen dabei die eingeleiteten Kräfte auf und leiten sie weiter. Sie müssen dafür sehr präzise geplant und gezielt verarbeitet werden. Um Idealmodelle mit visionären Einsatzmöglichkeiten zu verknüpfen, helfen Computersimulationen, die eine tragwerks-ähnliche Struktur zum Beispiel aus Carbonfasern berechnen. Im optimalen Fall entstehen extrem materialsparende Konstruktionen mit enorm hoher Tragfähigkeit. Das Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e. V. (IPF) entwickelt diese Technologien. Um die Wirkweise zu verdeutlichen, konstruierte das IPF in Kooperation mit der Fakultät Gestaltung der Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden den Ultraleichtbauhocker L1. Bei einer Eigenmasse von nur etwa 700 Gramm besitzt dieser eine Tragfähigkeit von mehr als 200 Kilogramm. Ähnlich wie es die Natur in vielen Beispielen vormacht, fallen im Ergebnis Kraftlinien und Faserverläufe auf ideale Weise zusammen. Nichts ist zu viel, nichts zu wenig. Verwendung werden diese Technologien überall dort finden, wo es um Energieersparnis durch Massereduzierung oder aber die Erhöhung der Sicherheit durch hochbelastbare Konstruktionen geht. Dies ist zum Beispiel in der Luft- und Raumfahrtindustrie oder dem Automobilbau der Fall.