Mehr Kohlefaser in Fahrzeugen
Neben dem leichten Gewicht, das zur Kraftstoffeffizienz beiträgt, sollten Hochleistungsverbundwerkstoffe für den Verkehrssektor für den Einsatz in schnellen Produktionsprozessen geeignet sein. Derzeit sind die Produktionsmengen auf ein paar hundert oder ein paar tausend Einheiten pro Jahr für Luft- und Raumfahrt- oder Sportwagen-Anwendungen beschränkt. Das Projekt HIVOCOMP (Advanced materials enabling high-volume road transport applications of lightweight structural composite parts) verändert dies durch die Entwicklung von zwei neuen High-Volume-Materialien für kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffteile (CFK) Teile für Autos und Koffer. Das erste System betrag die Entwicklung von fortschrittlichen "Polyurethan" (PUR) duroplastischen Matrixmaterialien, die eine verbesserte mechanische Leistung und reduzierte Zykluszeiten aufwiesen, wenn sie mit der am häufigsten verwendeten Epoxidmatrix verglichen wurden. Durch das Ersetzen dieses herkömmlichen Matrixsystems mit PU konnte auch eine schnelle Aushärtung mit hoher Zähigkeit und einer hohen Glasübergangstemperatur kombiniert werden. Nanopartikel, die PU hinzugefügt wurden, führten zu weiteren Verbesserungen bei der Verarbeitung - reduzierte Viskosität des Harzes und Reaktionskinetik - und bei den thermischen und elektrischen Eigenschaften. Die Konsortialpartner bauten Demonstratoren, indem sie dieses neue Material in Strukturteilen eines Autos verwendeten. Dazu gehörten die innere Motorhaube, die hintere Sitzrückwand und die B-Säule zwischen der Vordertür und Hintertür. Ein weiterer Durchbruch von HIVOCOMP war die Hybridisierung von "Selbstverstärkten Kompositmaterialien" (SRCs) - "Polypropylen" (PP) und Polyamid - mit Carbonfasern. HIVOCOMP folgte mehreren Strategien, um zwei SRC-Versionen zu entwickeln. Im ersten Fall wird erlaubte eine kleine Menge von Kohlenstofffasern die Erhöhung der SRC-Steifigkeit ohne die Zähigkeit zu reduzieren. Im zweiten Fall führten größere Mengen zu einer erhöhten Zähigkeit, wobei die Steifheit weiterhin hoch blieb. Reduzierte Fertigungszeiten wurden durch den Thermoformprozess erreicht. Die Projektpartner produzierten erfolgreich einen Hybrid-SRC Koffer, der 10% leichter als der aktuelle PP-Koffer war. Die fortschrittliche Materialien, die von HIVOCOMP produziert werden, führen zu kurzen Zykluszeiten, un versprechen eine kosteneffektive, höhere Massenproduktion von High-Performance CFK-Bauteilen.
Schlüsselbegriffe
Kohlefaser, Autos, Verbundmaterial, Straßenverkehr, kohlefaserverstärkter Kunststoff