Weiterentwickelte Techniken für die Herstellung von Verbundtanks
Partner des ZEM-Projekts befassten sich mit der Fragestellung, wie die strukturelle Integrität von Hochdrucktanks aus Verbundwerkstoffen für Erdgas oder Wasserstoff überwacht werden kann. Im Gegensatz zur bisher eingesetzten kosten- und arbeitsintensiven Prüftechnik kommen bei der vorgeschlagenen Herangehensweise neuartige faseroptische Sensoren zum Einsatz, die in Hochdrucktanks aus Verbundwerkstoffen eingebettet sind. Spezielles Augenmerk wurde auf den Herstellungsprozess des Verbundtanks gelegt, der das Nass- und das Towpreg-Fadenwickelverfahren umfasst. Das Fadenwickelverfahren ist ein Fertigungsverfahren für Verbundwerkstoffe. Am häufigsten kommen hier Materialien wie Carbon und Glasfasern zum Einsatz, die mit synthetischem, geschmolzenem Harz beschichten werden. Bei dem Nass-Fadenwickelverfahren werden die Fasern durch ein Harz-Bad hindurchgeführt und anschließend auf einer sich drehenden Spindel aufgewickelt. Während des Towpreg-Verfahrens wird die vorher imprägnierte Faser auf der rotierenden Spindel platziert. Im Vergleich mit dem Nass-Fadenwickelverfahren weist das Towpreg-Verfahren Vorteile bezüglich der Produktionszeit, der Qualität der Beschichtung und der Umweltfreundlichkeit auf. Der entwickelte Prozess steht für die Produktion zur Verfügung. Obwohl das Nass-Fadenwickelverfahren aufgrund des verwendeten Materials kostengünstiger ist, wird davon ausgegangen, dass sich die Differenz in den Herstellungskosten aufgrund des steigenden Preises für Carbonfasern ausgleicht. Neben Verbundtanks können Materialien, die mittels des Towpreg-Verfahrens hergestellt werden, auch im Bereich der Massenproduktion von Druckkesseln aus Carbonepoxid zum Einsatz kommen. Der Prozess kann auch bei der Herstellung von Antriebswellen aus Verbundwerkstoffen und Auslegern zum Befüllen im Bereich der Schifffahrt- und Luftfahrtindustrie zum Einsatz kommen.
