Eine neuartige Fahrzeugtür aus Thermoplast und Bio-Compositen, eine extrem leistungsstarke CFK-Antriebswelle und weitere Produkthighlights beweisen die Innovationskraft des Dresdner Systemleichtbaus.

Das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der Technischen Universität Dresden präsentiert sich gemeinsam mit der TUDAG-Tochter Leichtbau-Zentrum Sachsen GmbH (LZS) vom 23. bis 27. April 2012 auf der Hannover Messe in Halle 6 auf Stand A39 und in Halle 2 auf Stand C37.

Die Präsentation auf der Hannover Messe ist für das ILK bereits Tradition. Institutsdirektor Professor Werner Hufenbach: „Die Hannover Messe gehört zu den Leuchtturm-Veranstaltungen für ein innovatives Institut wie das ILK. Der erfolgreiche Transfer von Forschungsergebnissen in die industrielle Praxis ist ein wesentlicher Schlüsselbaustein, damit die ostdeutsche Industrie ihre Position in der ersten Liga des europäischen Marktes festigt.“

Um die vielfältige Anwendbarkeit und die brachenübergreifenden Einsatzmöglichkeiten des national und international etablierten Dresdner Modells des „Funktionsintegrativen Systemleichtbaus in Multi-Material-Design“, das seit Institutsgründung im Jahr 1994 am ILK angewendet wird und inzwischen auch den internationalen Trend widerspiegelt, zu demonstrieren, haben die Wissenschaftler des ILK und der LZS GmbH ausgewählte Exponate für die Hannover Messe zusammengestellt.

Neuartige Fahrzeugseitentür

Fahrzeugtüren sind crashrelevante und in der Auslegung und Fertigung anspruchsvolle Bauteile, die bisher aus konventionellen metallischen Werkstoffen gefertigt werden. Im Forschungsvorhaben „HybTuer“ wurde am ILK in Zusammenarbeit mit der IMK automotive GmbH sowie der Bo-NaFaTec GmbH eine neuartige Fahrzeugseitentür aus thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen und deren Herstellung mit einem Fließpressverfahren erfolgreich umgesetzt. Die „HybTuer“ aus thermoplastbasierten Faserverbundstrukturen mit metallischen Verstärkungselementen hat deutlich verbesserte Produkteigenschaften. Für die Außenstruktur wurden Bio-Composite verwendet, wodurch die Fahrzeugtür besonders ressourcenschonend produziert werden kann.  Zudem hat die Herstellung im Fließpressverfahren gegenüber der konventionellen Fertigungsart erhebliche Vorteile hinsichtlich der Fertigungszeiten und der erreichbaren Funktionsintegration.

CFK-Antriebswelle in neuer Leistungsklasse

Das ILK hat in Zusammenarbeit mit der VOITH Turbo GmbH eine Antriebswelle mit integrierten Kardangelenkgabeln für Schwerlastanwendungen – beispielsweise in Lokomotiven, Pumpen, Turbinen, Schnellfähren oder Papiermaschinen – entwickelt. In diesem Anwendungsfeld dominieren gegenwärtig rein metallische Antriebswellen. Die TU-Wissenschaftler entwickelten eine neuartige integrative Faserverbund-Bauweise, die das Strukturgewicht und die Massenträgheitsmomente der Antriebswelle deutlich senkt und in der Herstellung den Prozessschritt „Fügen“ einspart. In statischen und dynamischen Bauteilprüfungen wurden die prototypischen Wellen mit über
10000 Nm belastet ohne zu versagen. Damit stoßen die ILK-Wissenschaftler in eine neue Leistungsklasse für diese innovative Leichtbauweise vor.

Weitere Highlights der TUD-Leichtbauer auf der Hannover Messe

Auf der Solutions Area in Halle 6 stellt das ILK zusätzlich ein Teil eines Flugzeugprüfkomplexes aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) vor. Mit diesem Exponat demonstriert das ILK seine Kompetenz bei der Entwicklung, Simulation, Fertigung und Montage großflächiger CFK-Luftfahrtstrukturen.

Aus der erfolgreichen Zusammenarbeit der Technischen Universität Dresden mit der Nationalen Universität für Luftfahrt (NAU) Kiew entstand eine Pumpvorrichtung zur Erzeugung von Druckdifferenzen in Fluiden oder Mehrphasenstoffsystemen, die, im Unterschied zu herkömmlichen Pumpensystemen, weitgehend für Verschleiß unanfällig und somit flexibel einsetzbar ist für einen breiten Nutzerkreis, etwa im Maschinenbau oder der Medizintechnik. Der Leiter des Forschungslabors für Nanotribologie der NAU, Dr.-Ing. Alexander Stelmakh, wird das mittlerweile zum Patent angemeldete Exponat am ILK-Stand in Halle 2 persönlich vorstellen.

Der Anfang 2012 am ILK gegründete Carbon Composites Ost (CC Ost, Vorstandsvorsitzender Prof. Werner Hufenbach, Geschäftsführer: Dr.-Ing. Thomas Heber) stellt sich am ILK-Stand in Halle 6 vor. Er ist die ostdeutsche Regionalvertretung des 2007 in Augsburg gegründeten Kompetenznetzwerkes Carbon Composites e.V. (CCeV). Der Verein vernetzt Unternehmen und Forschungseinrichtungen, um die noch junge Werkstoffgruppe der Hochleistungs-Faserverbunde zu etablieren und deren industrielle Anwendung in Deutschland, Österreich und der Schweiz zu beschleunigen.

Präsentation in zwei Messehallen

Auf dem Gemeinschaftsstand „Leichtbau“ zeigen sich die Partnereinrichtungen ILK und LZS in Halle 6/Stand A39 auf der Internationalen Leitmesse für industrielle Zulieferlösungen und Leichtbau, „Industrial Supply“.  In Halle 2/Stand C37 „Forschung für die Zukunft“ präsentiert sich das ILK gemeinsam mit dem Institut für Verarbeitungsmaschinen und Mobile Arbeitsmaschinen, dem Institut für Werkzeugmaschinen und Steuerungstechnik und dem Institut für Angewandte Photophysik auf dem Gemeinschaftstand der Technischen Universität Dresden.

Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik

Auf dem Gebiet des Ressourcen schonenden Leichtbaus hoher Material- und Energieeffizienz führen mehr als 240 Mitarbeiter des Instituts, eingebettet in zahlreiche nationale und internationale Netzwerke, umfangreiche Forschungsarbeiten durch. Seit der Gründung des ILK im Jahr 1994 wird das von Prof. Hufenbach entwickelte Dresdner Modell eines „Funktionsintegrativen Systemleichtbaus in Multi-Material-Design“ verfolgt und technologisch umgesetzt. Dabei wird branchenübergreifend ein werkstoff- und produktübergreifender Ansatz zu Grunde gelegt. Die gesamte Entwicklungskette: Werkstoff – Konstruktion – Simulation – Fertigung – Prototypentests – Qualitätssicherung – Kosten wird erfasst, sodass das ILK mit dem Markenzeichen „Leichtbaulösungen aus einer Hand“ einschlägig ausgewiesen ist.

Weitere Informationen zu den zahlreichen Exponaten erhalten Sie von unseren Wissenschaftlern.

Kontakt:
Technische Universität Dresden
Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik
Prof. Werner A. Hufenbach
Holbeinstr. 3
01307 Dresden
Telefon: 0351 463-38140
ilk@ilk.mw.tu-dresden.de
www.tu-dresden.de/mw/ilk 

Pressekontakt:
Tanja Kirsten
Telefon: 0351 463- 39471, Fax: -38143
tanja.kirsten@ilk.mw.tu-dresden.de

Sächsisches Spitzentechnologiecluster auf der Hannover Messe 2012

Intelligente Werkstoffe mit Pfiff

Bauteile in Bruchteilen von Sekunden schonend löten, intelligente Materialien, die spüren, wo der Schuh drückt, Wärmerohre, die Abwärme effizient für den Prozess zurückgewinnen und keramische Beschichtungen, mit denen sich Bauteile verlustfrei beheizen lassen. Das Sächsische Exzellenzcluster „ECEMP – European Centre for Emerging Materials and Processes Dresden“ stellt auf der Hannover Messe, vom 23. bis 27. April 2012, in Halle 2, Stand A30 seine Projekte vor.
Bei den von Forschern im ECEMP-Teilprojekt NanoWearResist entwickelten Lötfolien reicht ein Funke oder Laserpuls aus, um Bauteile in Bruchteilen von Sekunden zu verbinden. Diese sogenannten Reaktivmultischichten (RMS) sind aus Schichtstapeln von hunderten, manchmal bis zu einigen tausend nur wenige Nanometer dicken Einzelschichten zusammengesetzt. Durch die Zündung kommt es zur Ausbildung einer fortschreitenden Reaktionsfront, die eine hohe Wärmemenge in einem räumlich eng begrenzten Gebiet freisetzt. Eine großflächige Erwärmung der Bauteile, die immer auch zu einer Störung des Ausgangsgefüges führt, ist dadurch nicht mehr notwendig. Regelmäßige Vorführungen am Stand veranschaulichen dies.

Die Wissenschaftler im ECEMP-Teilprojekt SmaComp entwickeln intelligente Materialien, die Veränderungen im Werkstoff detektieren und die genaue Position der Störung anzeigen.  Mit Hilfe der sogenannten Smart Composites lassen sich Unfälle vermeiden. Denn wenn Bauteile im Ermüdungsfall schon kleinste Veränderungen melden, können sie rechtzeitig ausgetauscht werden. Zudem tragen sie zu einer deutlichen Kosten- und Ressourcenersparnis bei. Unnötige Wartungen lassen sich vermeiden und der „vorsorgliche“ Austausch bestimmter Bauteile entfällt. An Hand eines Demonstrators können die Messebesucher testen, wie eine Mehrschichtverbundplatte die Position von Defekten genau erkennt.
Ein wesentliches Instrument, um Ressourcen einzusparen und CO2-Emissionen zu reduzieren, besteht darin, die Abwärme aus industriellen Prozessen nicht einfach in die Umwelt abzuleiten, sondern sie für den Prozess zurückzugewinnen. Das gelingt mit sogenannten Wärmerohren, denn mit Wärmerohren lässt sich sehr effizient Wärme von einem Ort zum anderen transportieren. Die von den Wissenschaftlern im Teilprojekt CerHeatEx entwickelten keramischen Wärmerohre eignen sich für Temperaturen über 1000 Grad Celsius und aggressive, abrasive Atmosphären. Am Stand machen Wärmerohre aus Glas das Funktionsprinzip deutlich.

Bei Schnee und Eis kommt es immer wieder zu Zugverspätungen durch vereiste Fahrgestelle. Ließen sich Teile der Unterkonstruktion erwärmen, könnte das vermieden werden. Auch in vielen industriellen Prozessen müssen zum Beispiel Rohrleitungen mit Hilfe von Heizmatten warm gehalten werden. Wissenschaftler des Teilprojektes CeraDuct haben nun ein Verfahren zur Beschichtung von Oberflächen mit keramischen Heizleitschichten entwickelt. Da die Schichten direkt auf das Bauteil aufgebracht sind, lassen sich so weitgehend verlustfrei große Flächen beheizen. Ein  Heizleiterdemonstrator am Stand zeigt den Temperaturverlauf einer Walze, die bis auf 300 °C erwärmt werden kann.

ECEMP – Vom Atom zum komplexen Bauteil
  
Das „ECEMP – European Centre for Emerging Materials and Processes Dresden“ ist ein Sächsischer Spitzentechnologiecluster. Die Wissenschaftler im ECEMP entwickeln Mehrkomponentenwerkstoffe mit den zugehörigen Technologien für die drei Zukunftsfelder Energietechnik, Umwelttechnik und Leichtbau. Die verwendeten Materialien gehören zu den drei Werkstoffklassen: metallisch (Stahl, Aluminium, Magnesium, Titan), nichtmetallisch-organisch (Kunststoffe, Naturstoffe) und nichtmetallisch-anorganisch (Keramik, Glas). Das ECEMP umfasst 14 Teilprojekte, an denen 40 Professuren der TU Dresden, der HTW Dresden sowie der TU Bergakademie Freiberg beteiligt sind und nutzt wesentlich deren interdisziplinäre Verknüpfung von Natur- und Ingenieurwissenschaften. Das ECEMP wird finanziert aus Mitteln der Europäischen Union (EFRE) und des Freistaates Sachsen.

ECEMP-Sprecher:
Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. E. h. Dr. h. c. Werner A. Hufenbach
Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik
ilk@ilk.mw.tu-dresden.de
Tel.: +49 (0)351 463-38142, Fax: -38143
ECEMP-Pressestelle:
Dr. Silke Ottow
silke.ottow@ecemp.tu-dresden.de
Tel.: +49 (0)351 463-38447, Fax: -38449
http://ecemp.tu-dresden.de