Untersuchung von Maßnahmen zur Streuungsreduktion und Lebensdauersteigerung unidirektionaler Faser-Kunststoff-Verbunde

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Helmut Schürmann
• Fachliche Zuordnung: Leichtbau, Textiltechnik
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 225954191

Ein Schwerpunkt der Faserverbundforschung konzentriert sich auf das Versagensverhalten dieser Werkstoffklasse. Von großem Interesse sind Strukturen, die über lange Zeiträume mit großen Verformungen schwingend belastet werden, wie es bspw. bei Blattfedern im Automobilbau der Fall ist. Glasfaser-Kunststoff-Verbunde konnten sich in den letzten Jahren als Blattfederwerkstoff etablieren; Glasfasern deshalb, weil aufgrund des niedrigen E-Moduls auch die Durchbiegungsforderungen am ehesten erfüllt werden können. Blattfedern werden seit 2006 in Großserie mit großem Erfolg eingesetzt. Die Ausweitung der Nutzung von GFK-Blattfedern auf schwere Nutzfahrzeuge ist besonders erstrebenswert. Durch die Substitution von Stahlblattfedern lassen sich bereits heute über 75% der Federmasse einsparen, was bspw. bei einem 24-Tonner einer Gewichtsersparnis von 130 kg an der Hinterachse entspricht. Die eingesparte Masse dient zum einen der Nutzlasterhöhung und zum anderen der Reduktion von CO2-Emissionen. Es ist also zu erwarten, dass die Marktanteile der GFK-Blattfeder, und damit der direkte Wettbewerb mit Stahl, steigen. Um mit der Faserverbund-Feder auch in Zukunft konkurrenzfähig zu bleiben, müssen unbedingt sämtliche Potenziale nutzbar gemacht werden. Nur so besteht die Chance, den erarbeiteten Marktanteil zu halten, den Leichtbau weiter zu optimieren und Gewicht, Energiebedarf und Emissionen auf ein Minimum zu reduzieren. Dazu ist noch umfangreiche wissenschaftliche Basisforschung zu leisten; im Einzelnen muss erreicht werden, dass- die noch unwirtschaftlichen Sicherheitsfaktoren, die derzeit zur Auslegung solcher Bauteile herangezogen werden, reduziert werden,- die Lebensdauer berechenbar gemacht wird und- alle Möglichkeiten, die Lebensdauer zu steigern, genutzt werden.Dies kann erreicht werden, indem die bisher große Streuung der Blattfeder-Laminate stark reduziert wird und indem neue Methoden zur Lebensdauersteigerung erprobt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen