Sieger im Cluster Chemie/Kunststoffe (Prof. J. Nelles-Preis) 2009

Innovation: Kohlefaserheizstrukturen für Faserverbunde

Je weniger Masse ein Gegenstand besitzt, umso weniger Energie ist nötig, ihn in Bewegung zu setzen. Deshalb gewinnen Leichtbaukonzepte in der Luftfahrt, im Fahrzeug- und Maschinenbau an Bedeutung. Vor allem Faserverbundstoffe könnten den Energiebedarf für unsere Mobilität reduzieren. Dem stehen aber technologische Probleme gegenüber. Denn die Fertigung erfordert eine Erwärmung der formgebenden Werkzeuge und so zeit- und energieintensive Arbeitsschritte für jedes einzelne Bauteil. Um diese Probleme zu lösen, machte die Dresdner QPOINT Composite GmbH mit ihren neuartigen Kohlenstofffaser-Heizstrukturen den Zweck zum Mittel. Dieses textile Heizgewebe wird während der Fertigung in die Faserbundstoffe integriert und erzeugt anschließend durch das Anlegen einer Spannung Wärme. Damit können zum einen Formwerkzeuge aus Faserbundstoff zur Herstellung von Faserverbundstoffen entwickelt werden. Die aktiv beheizbaren Formen sind leichter als bisherige Metallformen und der Energieverbrauch gegenüber der Erwärmung in Industrieöfen sinkt drastisch. Durch die Anordnung der Heizstruktur ist die Flächenheizleistung individuell einstellbar. Die textile Form ermöglicht außerdem
die Herstellung beliebiger geometrischer Formen. Darüber hinaus werden Wärmespannungen vermieden, da Form und Formteil aus dem gleichen Material bestehen. Durch die direkte Erwärmung des dicht unter der Oberfläche liegenden Heizgewebes ergeben sich kurze Aufheiz- und Abkühlzeiten. Zum anderen erlaubt die Integration der Heizstrukturen in Faserverbundstoffe auch ganz neue Funktionen, etwa in Form beheizbarer Flugzeugflügel als Schutz vor Vereisung. Damit wird weniger tatsächlich mehr.


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