Integration von Formgedächtnisdrähten in faserverstärkte thermoplastbasierte Metall/Kunststoff- Schichtverbunde für multifunktionale Leichtbaustrukturen – „Smart Hybrid Laminates“

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Hans-Georg Herrmann; Professor Dr.-Ing. Guntram Wagner
• Fachliche Zuordnung: Polymere und biogene Werkstoffe und darauf basierende Verbundwerkstoffe ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 506217074

Ziel des Vorhabens ist die Erforschung eines Leichtbauwerkstoffs auf Basis eines Schichtverbundes bestehend aus Leichtmetallschichten, faserverstärkten thermoplastischen Kunststoffschichten und integrierten Drähten aus einer Formgedächtnislegierung (FGL). Die Herstellung dieser „Smart Hybrid Laminates“ (SHL) erfolgt in einem Thermoformprozess, welcher bereits grundlegend von den Antragstellern erforscht wurde und eine gute Skalierbarkeit und Formgebung von Bauteilen bei der Verbundherstellung ermöglicht. Die angestrebten integrierten Funktionalitäten sollen mit kommerziell in großer Variantenvielfalt erhältlichen FGL-Drähten aus NiTi realisiert werden. FGL können durch die Phasenumwandlung sensorische Funktionen abbilden und über die ausgeprägte Spannung-Dehnung-Hysterese eine Energieabsorption ermöglichen. Dies qualifiziert die FGL für eine Integration in Leichtbaustrukturen. Neben der Umsetzung der sensorischen Funktionen konzentrieren sich die wissenschaftlichen Fragestellungen in dem Projekt im Wesentlichen auf eine geeignete prozessspezifische Integration der Funktionselemente in den Strukturwerkstoff. Die SHL werden in Abhängigkeit des Laminataufbaus hinsichtlich der Sensorfunktionalität, der thermomechanischen Eigenschaften und der Bewertbarkeit mit zerstörungsfreien Prüfmethoden untersucht. Die Ergebnisse liefern eine wissenschaftliche Basis für zukünftige Integrationen von FGL-Werkstoffen in thermoplastbasierte Multi-Material-Verbunde.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen