Leichte Hochleistungsrotoren aus Kohlenstoff hergestellt

Neuartige Rotoren aus textilen Hybridverstärkungen inklusive Riss-Sensortechnik

Dresden (pte005/13.05.2000/11:00)

Formel 1-Fahrzeughersteller verwenden dünne Fasern aus reinem Kohlenstoff zur Verstärkung der Karosserie. Und genau aus diesem High-Tech-Werkstoff, dem kohlenfaserverstärkten Kunststoff, entwickeln Wissenschaftler der Technischen Universität Dresden http://www.tu-dresden.de einen 3-D-verstärkten Hochgeschwindigkeitsrotor in Leichtbauweise. Hochleistungsrotoren kommen beispielsweise in Zentrifugen bei der Lebensmittel- oder Arzneimittelherstellung zum Einsatz oder in Schwungrädern von Fahrzeugen. Ihre Forschungsergebnisse präsentieren die Dresdner auf der Münchner Werkstoff-Messe "Achema" in Frankfurt/Main vom 22. bis 27. Mai 2000.

"Wir planen einen ganz neuen, sehr leichten Faserverbund-Rotor für die chemische Industrie", erläutert Professor Werner Hufenbach, Institutsdirektor für Leichtbau und Kunststofftechnik an der TU Dresden. Die Hochleistungsrotoren müssen den hohen überlagerten Beanspruchungen aus Fliehkräften, Temperaturen und chemischen Einflüssen standhalten. Hufenbach: "Die Kohlenstofffasern für den Hochleistungsrotor müssen so ausgerichtet sein, dass sie optimal die physikalischen Kräfte aufnehmen." http://www.tu-dresden.de/mw.ilk/

Diese Aufgabe haben die Wissenschaftler im Institut für Textil- und Bekleidungstechnik an der TU Dresden übernommen: Sie stellen so genannte Commingling-Hybridgarne (CF/PEEK-Hybridgarn) her. Dabei werden Kohlenstofffasern und andere Kunststofffasern gleichmäßig durchmischt und zu einem Garn verarbeitet. Das Garn muss nun so verwirbelt werden, dass es den physikalischen Anforderungen eines Rotors standhält, sich weder verformt noch reißt.

Durch eine spezielle Nähtechnik wird das Textilhalbzeug an überbeanspruchten Stellen verstärkt. Im so genannten Autoklav, einer Art großer Kessel, verpressen die Wissenschaftler im Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik das textile Halbzeug unter Hitze und Druck zu stabilen, festen und steifen Kunststoff-Rotorkomponenten mit geringem Gewicht. Noch werden die Rotoren aus den Einzelteilen zusammengesetzt. Doch bald wollen die Dresdner das Verfahren soweit perfektioniert haben, dass sie dem Autoklav dreidimensional verstärkte Rotoren als Einheit entnehmen können. Im institutseigenen Rotorprüfstand, übrigens dem bundesweit einzigen Hochleistungsprüfstand, der kohlenstofffaserverstärkte Rotoren testen darf, wird die Belastbarkeit neuer Rotoren in Textilbauweise geprüft. Informationen: Dr.-Ing. Gerd Franzke, E-Mail: Franzke@itb.mw.tu-dresden.de und Professor Werner Hufenbach, E-Mail: ilk@ilk.mw.tu-dresden.de (idw) (Ende)