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Faserverbund-Leichtbau mit automatisierter Mikrowellenprozesstechnik hoher Energieeffizienz (FLAME)

Faserverbund-Leichtbau mit automatisierter Mikrowellenprozesstechnik hoher Energieeffizienz (FLAME)
Ansprechpartner:

Dr. Guido Link

Förderung:

BMBF

Partner:

Karlsruher Institut für Technologie, IHM, Projektkoordinator 
TU München, Lehrstuhl für Carbon Composites (LCC), Garching
Vötsch Industrietechnik GmbH, Lindenstruth-Reiskirchen
Schunk Kohlenstofftechnik GmbH, Heuchelheim
Maus GmbH, Karlsruhe
Institut für Textil- und Verfahrenstechnik, Denkendorf (im Unterauftrag)

Starttermin:

01.10.2011

Endtermin:

30.09.2014

            

Faserverbundwerkstoffe für Leichtbau werden während ihrer Herstellung bisher in thermische Öfen oder in Autoklaven ausgehärtet. Diese Aushärteprozesse sind bislang, insbesondere bei dickwandigen Bauteilen, sehr zeitaufwendig und energieintensiv, da die Bauteile einschließlich der Ofenkammer aufgeheizt und auf Temperatur gehalten werden müssen. Ein Schlüssel zur Reduzierung der Herstellkosten von Faserverbundwerkstoffen ist daher die Entwicklung und Anwendung von neuartigen Aushärte- und Fertigungsverfahren, welche eine schnellere und energieeffizientere Produktion ermöglichen.

Einen innovativen Ansatz verfolgt das Forschungsprojekt FLAME mit der industriellen Nutzung der im KIT entwickelten HEPHAISTOS-Mikrowellentechnik, mit welcher Leichtbaustrukturen ohne teure, thermisch beheizte Werkzeuge schnell, energieeffizient sowie autoklavlos hergestellt werden können. Die Mikrowellentechnik ist als einziges physikalisches Erwärmungsverfahren in der Lage, Bauteile gezielt - d.h. zeitlich und örtlich begrenzt- aufzuheizen. Die Umgebung, wie die Ofenkammer, bleibt dabei kalt. Damit und mit dem Potential, die Wärme direkt im Bauteilvolumen zu erzeugen, ermöglicht die Mikrowellentechnik eine Prozesskette mit geringem Energiebedarf und somit einer guten CO2-Gesamtbilanz.

Basierend auf diesen besonderen physikalischen Eigenschaften sollen energie- und ressourcen-effiziente Mikrowellenkammersysteme für innovative, autoklavfreie Fertigungsverfahren von dickwandigen Leichtbaustrukturen aus kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK) entwickelt werden. Darüber hinaus wird ein mikrowellen-unterstütztes Strangziehverfahren zur Herstellung CFK-Kunststoffprofile entwickelt und erprobt.