Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) besitzen gegenüber traditionellen Metallwerkstoffen zumeist vielfältige Vorteile etwa hinsichtlich Leichtbaupotential oder Korrosionsbeständigkeit. Insbesondere kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) mit ihren überragenden spezifischen Festigkeiten und Steifigkeiten ermöglichen die Realisierung sehr hoher Leichtbaugrade für höchstbelastete Strukturen. Allerdings stellen die heute oft manuellen FKV-Fertigungsverfahren in der Schienenfahrzeugtechnik mit ihren hohen Kosten, langen Taktzeiten und hohen Herausforderungen bei der Qualitätssicherung ein großes Hindernis für den breiteren Einsatz von FKV dar. Darüber hinaus bildet das Recycling von FKV mit duroplastischer Matrix eine große Herausforderung, da die industrielle Trennung von Fasern und Matrix sowie die anschließende Aufarbeitung und Wiederverwertung immer noch sehr aufwändig und kostenintensiv sind.
Die vorgestellten Ergebnisse belegen eindrucksvoll, dass durch den Einsatz thermoplastischer FKV-Werkstoffe serientaugliche und recyclingfähige Leichtbau-Tragstrukturen für Schienenfahrzeuge realisiert werden können. Diese Materialien zeichnen sich gegenüber metallischen Werkstoffen etwa durch größere Designfreiheit und Möglichkeiten der Funktionsintegration aus. Insbesondere für thermoplastische FKV-Werkstoffe ist die Fertigung zudem vollständig automatisierbar.
Referent: Dr. Andreas Ulbricht, CG Rail GmbH
