MAI Sandwich

Extremleichtbau durch neue Sandwichstrukturen

Sandwichstrukturen sind ein wesentlicher Bestandteil des modernen Leichtbaus. Sie bestehen aus einer leichten Kernstruktur, die beidseitig mit einer Decklage versehen ist, wobei die Kernwerkstoffe beispielsweise Hartschäume, Honigwaben, thermoplastische Formkörper oder Noppenwaben sein können. Als Decklagen können u. a. mit Harz imprägnierte Gewebe oder andere Trägermaterialien (sogenannte Prepregs) verwendet werden. Neben den Vorteilen von Sandwichstrukturen wie hohe Biege- und Beulsteifigkeiten ist die Herstellung der Sandwichstrukturen bis heute jedoch noch äußerst zeit- und kostenintensiv. Zudem erfordert die notwendige Integration von Funktionselementen, wie beispielsweise Inserts oder Krafteinleitungselementen aufwendige Prozessschritte. Daher gelang den Sandwichstrukturen der Durchbruch für Massenartikel bisher noch nicht.

Ziel des Vorhabens MAI Sandwich ist es daher, neuartige und kostengünstige Fertigungsverfahren zur Herstellung von gewichtsoptimierten neuen Sandwichstrukturen mit hoher Funktionsintegration für den Einsatz im Automobil und in Luftfahrtzeugen zu entwickeln. Die neuen Sandwichstrukturen sollen dabei sowohl aus einem neuen Kernmaterial als auch aus neuen CFK-basierten Deckschichten unter Einsatz von recycelten Carbonfasern hergestellt werden. Zur Realisierung der Projektziele werden innerhalb des Vorhabens drei verschiedene Prozessrouten unter besonderer Berücksichtigung eines sortenreinen und wiederverwertbaren Werkstoffeinsatzes untersucht, die im Ergebnis zu unterschiedlichen Sandwichmaterialien führen sollen.

Abbildung: Prozessrouten zur Herstellung von Sandwichstrukturen bzw. kombinierte Sandwich-Lösungen

Durch die Entwicklung von drei neuartigen, thermoplastischen Sandwichverbunden mit zusätzlicher Funktionsintegration wird es möglich, neue Leichtbaumaterialien zu realisieren, die im Vergleich zu herkömmlichen Sandwichstrukturen über verbesserte Eigenschaften und eine deutlich verringerte Kostenstruktur verfügen. Hierdurch können im Erfolgsfall der Luftfahrt- und der Automobilindustrie neue Bauweisen zur Herstellung von Bauteilen und neuen Produkten zur Verfügung gestellt werden. Dies führt zu einer Stärkung des Standorts Deutschlands und erhöht die Sichtbarkeit des Spitzenclusters MAI Carbon.

Den dazugehörigen Abschlussbericht finden Sie hier: Abschlussbericht MAI Sandwich