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Ressourcen einsparen durch verstärkte Kunststoffe

Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung kooperiert mit dem Centre of Structure Technologies der ETH Zürich - Chemnitzer Doktorand erforscht in Zürich die Herstellung von textilverstärkten Kunststoffen

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PaFaTherm-Projektleiter Dr. Frank Helbig (l.) und Doktorand Jürgen Tröltzsch versprechen sich von der Kooperation mit der ETH Zürich ideale Bedingungen für den Vergleich unterschiedlicher Herstellungstechnologien von Faser-Kunststoff-Verbunden. Foto: Christine Kornack

Durch ihre geringe Dichte bei gleichzeitig sehr guten mechanischen Eigenschaften haben Faser-Kunststoff-Verbunde ein großes Potenzial für den Leichtbau: "Die Erhöhung des Leichtbaugrades von Bauteilstrukturen schlägt sich generell in der Einsparung von Ressourcen und Energie nieder. Gerade vor dem Hintergrund der Verknappung und Verteuerung von natürlichen Ressourcen werden fortschrittliche Leichtbaukonzepte sowohl für Produktionssysteme und Fertigungstechnologien, als auch für die Nutzung und den Betrieb von Strukturen und Komponenten benötigt", berichtet Prof. Dr. Lothar Kroll, Leiter der Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung. Hierzu entwickelt die Nachwuchsforschergruppe "PaFaTherm" der TU Chemnitz im Rahmen der vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Initiative InnoProfile eine neue Verstärkungstechnologie für thermoplastische Spritzgießbauteile, mit der textilverstärkte Verbundbauteile großserientauglich hergestellt werden. "PaFaTherm - das steht für Partielle Faserhalbzeug-Verstärkung von thermoplastischen Spritzguss-Bauteilen", erklärt Dr. Frank Helbig, Leiter der Nachwuchs-Forschergruppe, und ergänzt: "Die PaFaTherm-Technologie setzt die textilen Verstärkungsstrukturen nur da ein, wo sie beanspruchungsbedingt benötigt werden. Das ist eine ressourcenschonende Vorgehensweise gegenüber bisherigen Herstellungsverfahren, welche die Endlos-Fasern stets im gesamten Bauteil verwenden."

Um die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens im Wettbewerb zu den klassischen Herstellungstechnologien besser abschätzen zu können, ist nun eine Kooperation mit der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich entstanden. Gemeinsam mit dem dortigen Centre of Structure Technologies sollen in den nächsten Monaten Fertigungsmethoden zur Herstellung von textilverstärkten Kunststoffen erprobt und miteinander verglichen werden. "Das Centre of Structure Technologies ist ein renommiertes Institut, das sich auf die Entwicklung komplexer Verbundstrukturen mit duroplastischen Matrixsystemen spezialisiert hat", sagt Helbig und fügt hinzu: "Es bietet daher ideale Bedingungen zum direkten Vergleich mit unseren auf thermoplastische Matrixsysteme fokussierten Verarbeitungskonzepten. Wir freuen uns deshalb sehr auf diese Zusammenarbeit." Um intensiv zusammenarbeiten zu können, hat der Leiter des Centre of Structure Technologies, Prof. Dr. Paolo Ermanni, einen Chemnitzer Doktoranden zu einem Forschungsaufenthalt nach Zürich eingeladen. Die Wahl fiel dabei auf Jürgen Tröltzsch, der von Beginn an als Nachwuchswissenschaftler im PaFaTherm-Projekt mitarbeitet: "Bereits in meiner Projekt- und Diplomarbeit konnte ich erste Grundlagenversuche zur Integration textiler Verstärkungshalbzeuge in den Spritzgießprozess durchführen. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse bildeten unter anderem die Grundlage für die Beantragung des InnoProfile-Projektes PaFaTherm. So fiel mir der Einstieg als Wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung sehr leicht. Den nun möglich gewordenen viermonatigen Forschungsaufenthalt sehe ich als gute Gelegenheit zur weiteren Qualifizierung in diesem Fachgebiet", so Tröltzsch.

Die Initiative InnoProfile dient der Stärkung der regionalen Wirtschaft durch ein passgenaues Forschungs- und Wissenschaftsumfeld. Die Qualifizierung junger Wissenschaftler als zukünftige Führungskräfte für die Industrie bildet dabei einen Schwerpunkt der Initiative. "Neben der fachlichen Qualifizierung gehört dazu auch die Weiterbildung organisatorischer und persönlicher Kompetenzen. Gerade ein Auslandsaufenthalt erweitert die Sichtweise auf das Fachgebiet erheblich und gibt zugleich Einblicke in die Organisationsstruktur anderer Forschungseinrichtungen. Dies ist ein besonderes Anliegen des InnoProfile-Projektes", meint Dr. Helbig. So stehen dem Projekt Fördergelder direkt für Forschungsaufenthalte und Qualifizierungsmaßnahmen zur Verfügung. "Die Zusammenarbeit mit der ETH Zürich soll sich dabei nicht nur auf den Forschungsaufenthalt beschränken, sondern ist auf eine längerfristige Kooperation ausgelegt", so Jürgen Tröltzsch. Der viermonatige Aufenthalt und die darin geplanten Aktivitäten bilden den Auftakt für gemeinsame Forschungsarbeiten, die in zukünftigen Projekten ihre Fortsetzung und weitere Vertiefung finden werden: "Aus diesem Grund ist auch der Aufenthalt eines Studenten oder Doktoranden der ETH an der TU Chemnitz vorgesehen. Die Zusammenarbeit und der Erfahrungsaustausch mit einer der renommiertesten Technischen Hochschulen in Europa gibt uns die Gelegenheit zur weiteren Verbesserung von Forschung und Lehre und Profilbildung innerhalb der deutschen Forschungslandschaft", sagt Prof. Kroll.

Weitere Informationen erteilt Dr. Frank Helbig, Telefon 0371 531-36681, E-Mail frank.helbig@mb.tu-chemnitz.de.

(Autor: Dr. Frank Helbig)

Katharina Thehos
24.11.2008

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