MAI Q-fast

Bewertungsgrundlagen für zukünftige innovative Strukturbauteile aus Faserverbundwerkstoffen im Automobilbau

Faserverbundwerkstoffe, die für Strukturbauteile verwendet werden können, unterscheiden sich im Hinblick auf Art, Orientierung und Länge der verwendeten Verstärkungsfaser sowie in der chemischen Zusammensetzung des Matrixmaterials, welches diese Fasern umgibt. Hieraus ergeben sich für jedes Faserverbundsystem spezifische mechanische Eigenschaften, die das Einsatzpotenzial eines jeden Bauteils maßgeblich bestimmen. In Abhängigkeit von den späteren Bauteilanforderungen, wie zum Beispiel die Temperatur- oder Chemikalienbeständigkeit, erfolgt die Auswahl der erforderlichen Kunststoffe. Für die hohen Steifigkeiten und Festigkeiten des Faserverbundkunststoffs ist weiterhin die eingesetzte Faser maßgeblich. Jeder Faserverbundwerkstoff erfordert eine spezielle Prozess- und Anlagentechnik. Als Konstruktionswerkstoff weist er spezifische Vor- und Nachteile auf. Da sich bei vielen Herstellungsprozessen die Faserorientierung, welche die mechanischen Eigenschaften maßgeblich bestimmt, als Resultat des Prozesses einstellt, ist eine direkte Vergleichbarkeit und Bewertung von Faserverbundwerkstoffen nicht möglich. Eine Entscheidungshilfe für die Wahl des „richtigen“ Faserverbundwerkstoffes im Spannungsfeld zwischen Leichtbaugrad und Wirtschaftlichkeit ist jedoch von essentieller Bedeutung, um zukünftig eine schnellere und zielgerichtetere Entwicklung von Strukturbauteilen aus Faserverbundwerkstoffen zu ermöglichen.

Abbildung: Schematische Darstellung der durchführenden Arbeiten im Hinblick auf das Zeil der generischen Bauteilstrukturen

Hier setzt das Verbundprojekt MAI Q-fast an: Ziel des Projektes ist es, eine Vergleichbarkeit für unterschiedlich verstärkte Faserverbundwerkstoffe herzustellen, die nicht nur die Mechanik der Werkstoffe umfasst, sondern auch die entsprechenden Fertigungsprozesse berücksichtigt (siehe Abbildung). Schlussendlich soll so die Frage der Großserientauglichkeit und der Wirtschaftlichkeit im industriellen Sinne berücksichtigt werden. Das Vorhaben MAI Q-fast kann somit dazu beitragen, zukünftig die richtigen Werkstoffe und Prozesse bei der Auswahl eines Faserverbundwerkstoffes im Hinblick auf den maximal möglichen Leichtbaugrad und der wirtschaftlichen Herstellung hoher Stückzahlen für Strukturbauteile zu treffen.