MAI Polymer

Der Einsatz thermoplastischer Kunststoffe und die maßgeschneiderte Anbindung zwischen Carbonfaser und Matrix für anwendungsoptimierte Leichtbaumaterialien

Durch den Einsatz von Leichtbaumaterialien, wie carbonfaserverstärkten Kunststoffen, ist die Einsparung von bis zu 60 % des Gewichtes z.B. beim Automobilbau gegenüber der konventionellen Stahlbauweise möglich. Dadurch ist eine Reduktion des Treibstoffverbrauchs möglich, wodurch die Energieeffizienz im Bereich Mobilität beträchtlich gesteigert werden kann. Der Einsatz thermoplastischer Matrixpolymere steht im Fokus des Verbundprojektes MAI Polymer. Diese weisen für die von der Automobilindustrie geforderten kurzen Taktzeiten bei der Produktion von Großserienbauteilen großes Potenzial auf, da sie mehrmals aufgeschmolzen sowie einfach umgeformt werden können und dabei die für die Anwendungen geforderten Gebrauchseigenschaften erzielt werden können.

Die Anbindung zwischen Carbonfaser und Matrix ist entscheidend für die mechanischen Eigenschaften und die chemische und thermische Beständigkeit eines Faserverbundes. Durch umfangreiche Untersuchungen sollen zunächst die Wechselwirkungen zwischen Faser und Matrix innerhalb des Projektes untersucht werden. Dies bildet eine wichtige Grundlage, um Faser und thermoplastische Matrix für spezifische Anwendungsgebiete optimal aufeinander abzustimmen. Ziel des Projektes MAI Polymer ist es, eine verbesserte mechanische Performance der thermoplastischen Verbundwerkstoffe und eine höhere Stabilität gegenüber Umwelteinflüssen zu erreichen. Eine Vision besteht darin, eine gezielte Lösbarkeit der Faser aus der Matrix durch Modifikation des Faser-Matrix-Grenzbereichs im Projekt zu erreichen, um die Basis für neue, effiziente Recyclingverfahren zu legen.

Abbildung: Untersuchung des Schlichteeinflusses auf die Faser-Matrix-Anbindung mittels Einzelfaser-Push-Out Test

Regionaler Wissenstransfer

Die im Rahmen des Projektes erarbeiteten Materialparameter und Kenngrößen der thermoplastischen Verbundwerkstoffe sollen in einer Datenbank zusammengefasst werden. Ziel ist der Aufbau einer umfangreichen Datenbasis und die Entwicklung von Bewertungsstandards für thermoplastische Verbundwerkstoffe, die bei der Beratung von Unternehmen bzgl. der Auswahl von anwendungsspezifischen thermoplastischen Systemen zum Einsatz kommen sollen.