Polymerbasierter Leichtbau – energieeffizient gehärtet und funktional bedruckt

Sandwich-Bauteile mit aufgedruckten elektronischen Funktionalitäten sowie Verbundwerkstoffe mit und ohne Faserverstärkung, die mittels UV-LEDs energieeffizient gehärtet wurden, präsentiert das Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP auf der 12. Composites Europe. Die Europäische Fachmesse & Forum für Verbundwerkstoffe, Technologie und Anwendungen findet vom 19. bis 21. September 2017 in Stuttgart statt. Als Spezialist für polymerbasierten Leichtbau repräsentiert der IAP-Forschungsbereich Polymermaterialien und Composite PYCO zudem das Kompetenzzentrum für energie- und ressourceneffizienten Leichtbau in der Region Berlin-Brandenburg.

Das Fraunhofer IAP auf der 12. Composites Europe:
Gemeinschaftsstand Cluster Neue Werkstoffe | Halle 6, Stand C23

Alternative Härtungsmethoden von Compositen sind eine der Expertisen des IAP-Forschungsbereichs PYCO. Neben dem Einsatz der UV-LEDs in der Härtung von Kunststoffen und der Herstellung von Compositen spielt die Härtung mittels Mikrowellen zunehmend eine große Rolle. Bauteile können damit energiesparend und gleichmäßig ausgehärtet werden. Am Fraunhofer IAP stehen dafür mehrere Mikrowellenanlagen für unterschiedliche Bauteilgeometrien zur Verfügung, sowohl ein acht Kubikmeter großer Mikrowellenofen als auch eine für bis zu einem Meter breite Bauteile ausgelegte Durchlaufmikrowelle. Der Forschungsbereichsleiter Dr. Christian Dreyer vergleicht das Prinzip mit dem heimischen Kuchenbacken: »Die Aushärtung im Mikrowellenofen funktioniert schneller und vor allem bauteilschonender als in einem herkömmlichen Ofen, wie wir ihn zu Hause haben. Denn ein Kuchen wird nur von außen nach innen gebacken bzw. gehärtet. Dadurch können Risse im Material entstehen, die das Bauteil unbrauchbar machen.«

Auf der Messe stellen die Polymerspezialisten Exponate vor, die entweder in direkter Auftragsforschung, innerhalb von Konsortien in Programmen des BMBF oder innerhalb diverser Projekte der Luftfahrtforschungsprogramme der Bundesregierung entstanden sind. Sie verdeutlichen die gegenseitige Befruchtung in der anwendungsorientierten Forschung zwischen Wissenschaft und Industrieunternehmen mit den vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten faserverstärkter Kunststoffe im branchenübergreifenden Leichtbau.

»Und genau hier setzt die Arbeit des Kompetenzzentrums für energie- und ressourceneffizienten Leichtbau in der Region Berlin-Brandenburg an. Es führt die Expertisen von KMU aus der Region Brandenburg/Berlin auf dem Gebiet des polymerbasierten Leichtbaus zusammen«, erläutert Dreyer, der das Zentrum in Wildau leitet. Gemeinsam mit der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus – Senftenberg, der Technischen Hochschule Wildau und der Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde sowie mit Experten aus Industrieunternehmen der Region werden hier Potenziale gehoben und Forschungsprojekte rund um das Thema Leichtbau bearbeitet, um die Wirtschaft der Region nachhaltig zu unterstützen. Finanziert wird das Projekt vom Land Brandenburg mit Mitteln des Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE).

Foto: Einen Flugzeugtriebwerkseinlass aus faserverstärktem Kunststoff präsentiert das Fraunhofer IAP auf der 12. Composites Europe. © Fraunhofer IAP, Fotograf: Till Budde

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Das Fraunhofer IAP

Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP in Potsdam-Golm ist spezialisiert auf Forschung und Entwicklung von Polymeranwendungen. Es unterstützt Unternehmen und Partner bei der maßgeschneiderten Entwicklung und Optimierung innovativer und nachhaltiger Materialien, Prozesshilfsmitteln und Verfahren. Neben der umweltschonenden, wirtschaftlichen Herstellung und Verarbeitung von Polymeren im Labor- und Pilotanlagenmaßstab bietet das Institut auch die Charakterisierung von Polymeren an. Synthetische Polymere auf Erdölbasis stehen ebenso im Fokus der Arbeiten wie Biopolymere und biobasierte Polymere aus nachwachsenden Rohstoffen.

Die Anwendungsfelder sind vielfältig: Sie reichen von Biotechnologie, Medizin, Pharmazie und Kosmetik über Elektronik und Optik bis hin zu Anwendungen in der Verpackungs-, Umwelt- und Abwassertechnik oder der Automobil-, Papier-, Bau- und Lackindustrie.
Leitung: Prof. Dr. Alexander Böker