Koordinator
Bernhard Heidenreich
Laufzeit
01.06.2020 - 31.12.2020
Projektvolumen
5.000 €
Projektpartner
SGL Carbon GmbH
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) - Institut für Bauweisen- und Strukturtechnologie (BT, IBK, ZLP)
CMC–Sandwichstrukturen für Hochtemperatur–Chargiergestelle und Wärmeübertrager
Zielsetzung, Vorgehensweise
Ziel des Projekts ist die Initiierung eines Forschungsverbundvorhabens zur Entwicklung von C/C– und C/C–SiC Sandwichstrukturen für den wirtschaftlichen Einsatz in Chargiergestellen und Hochtemperaturwärmeübertragern.
• Konzeptstudie zur Definition konkreter Anwendungen und Märkte für mechanisch und thermisch hoch belastbare CMC–Sandwichstrukturen für Chargiergestelle und Wärmeübertrager
• Auswahl eines Anwendungsbereichs und Herstellung eines Demonstrators
• Vorbereitung einer Projektskizze für die Beantragung eines Verbundforschungsvorhabens
Nutzen und Verwertung
Sandwichbauweisen sind im Leichtbau weit verbreitet und ermöglichen extrem leichte Tragstrukturen die auch bei hohen Traglasten nur geringe Durchbiegungen aufweisen. Wegen ihrer geringen Masse gegenüber herkömmlichen Chargierträgern aus Metall oder lose gefügten C/C–Gitterstrukturen (Bild 1) ermöglichen Chargierträger aus stofflich gefügten C/C- oder C/C-SiC Sandwichstrukturen hohe Aufheiz- und Abkühlraten und führen zu wirtschaftlichen Prozessen in der Hochtemperaturbehandlung.
Sandwichbauweisen mit durchströmbaren Kernstrukturen, wie sie z.B. über die Falttechnik hergestellt werden können, bieten ein hohes Einsatzpotenzial für Hochtemperaturwärmeübertrager (Bild 2). Von den sehr dünnwandigen Kernstrukturen wird eine effiziente Wärmeübertragung und hohe Leistungsdichte erwartet. Gleichzeitig ermöglicht die Sandwichbauweise mittels in situ Fügetechnik eine wirtschaftliche Fertigung auch größerer Strukturen.
Die umfangreichen Grundlagenarbeiten des DLR zur Herstellung von C/C-SiC Sandwichstrukturen (Bild 3) sollen im Rahmen der geplanten Vorlaufforschung mit konkreten Zielsetzungen vorangetrieben werden, um diese Technologie mittelfristig in die industrielle Anwendung zu bringen. Dazu sollen, zusammen mit dem Industriepartner SGL, industrielle Anwendungsmöglichkeiten ausgewählt, deren Einsatzpotential bewertet, und die Schwerpunkte für die weitere Entwicklung der Sandwichbauweisen definiert werden. Hierbei sind werkstoff- und fertigungsgerechte Fügekonzepte für dünnwandige Sandwichstrukturen, sowie dichte Werkstoffe von besonderem Interesse. Die Ergebnisse und das neu aufgebaute Wissen aus der Vorlaufforschung sollen in eine generische Projektskizze münden. Diese stellt die Basis für eine anwendungsorientierte Weiterentwicklung in Anschlussvorhaben dar.
Neben den Chargiervorrichtungen und Wärmeübertragern bieten sich weitere Anwendungspotentiale von C/C und C/C-SiC Sandwichstrukturen für aktiv gekühlte, heiße Strukturen, sowie für hochpräzise Leichtbaustrukturen mit sehr geringer thermischer Ausdehnung (z.B. optische Bänke) an. Die Weiterentwicklung dieser Basistechnologie kommt daher auch anderen Anwendern zugute. Der geplante Demonstrator soll die prinzipielle Machbarkeit großflächiger CMC-Sandwichkomponenten aufzeigen und als Exponat auf Ausstellungen und Messen CMC-Werkstoffe für neue Anwendungsbereiche sichtbar machen. Die CMC-Technologie insgesamt profitiert von der Entwicklung extrem dünnwandiger (≤ 0.3 mm) Werkstoffe und Kernstrukturen, sowie neuer in situ Fügetechniken für großflächige Bauteile, die mittel- und langfristig für neue Märkte und Anwendungen genutzt werden können.
29.08.2022
CU
Sitzung der AG "Leichtbau für Wasserstoffsysteme"
30.08.2022
CU
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Webinar Smart Actuator and Sensor Solutions
05.09.2022
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„Verbundwerkstoff trifft Radsport“ aus der CU-Reihe „Verbundwerkstoff trifft Anwenderbranche“
08.09.2022
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CU Innovation Day „Composites in Sportgeräten“
13.09.2022
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CU Innovation Day "Faserverbund-Leichtbau in Thüringen"
14.09.2022
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CU Innovation Day "Weniger, länger, besser - Nachhaltige Anwendungen für Composites"
14.09.2022
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Weiterbildung
Webseminar Wednesday: How Additive Manufacturing, Continuous Fibers, and Thermoplastics join Forces for a New Generation of Serial, Structural Parts
15.09.2022
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CU Nord
Mitgliederversammlung CU Nord
15.09.2022
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CU Innovation Day "Verbundwerkstoff trifft Orthopädietechnik"
19.09.2022
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Jour Fixe des CU West: „Von Leichtbau überzeugen – wie geht das?“
19.09.2022
Ceramic Composites
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Sitzung der AG "Hybride CMC"
20.09.2022
-
21.09.2022
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CU Innovation Day „Composite Repair“
20.09.2022
Ceramic Composites
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Sitzung des DIN Normungsausschusses NA 062-02-94 AA
28.09.2022
-
29.09.2022
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KOMPOZYT EXPO Krakau
05.10.2022
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Webseminar Wednesday: Jetzt geht’s rund! – Lasteinleitungen für Wellen, Stäbe und Balken
06.10.2022
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Sitzung der AGs "Thermoplastische Composites, Smart Structures & Multi-Material-Design"
10.10.2022
-
11.10.2022
Ceramic Composites
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Fortbildung Keramische Verbundwerkstoffe
11.10.2022
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Weiterbildung: Grundlagen Thermoplastische Faser-Kunststoff-Verbunde
12.10.2022
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Weiterbildung
Weiterbildung: Thermoanalyse
12.10.2022
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MAI Carbon
SIAT Symposium - Learn, Dine & Connect
12.10.2022
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Weiterbildung
Webseminar Wednesday: Kontinuierliche Co-Konsolidierung kohlenstofffaserverstärkter Hochleistungsthermoplast-Laminate als innovatives Fügeverfahren in der Luftfahrt
13.10.2022
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Weiterbildung
Weiterbildung: Mechanische Prüfung
13.10.2022
Ceramic Composites
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Mitgliederversammlung Ceramic Composites
13.10.2022
Ceramic Composites
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Sitzung des "Doktoranden-AK des Ceramic Composites"
14.10.2022
Ceramic Composites
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Sitzung des AK "Verstärkung keramischer Werkstoffe"
17.10.2022
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CU West
12. Jour Fixe des CU-West: „Werkstoffauswahl mithilfe von Kennwerten“
18.10.2022
CU
Weiterbildung
Weiterbildung: Basiswissen der Faserverbundfertigung - qualitätsgerechte Fertigung, Schadensvermeidung, Arbeitsschutz
19.10.2022
-
26.10.2022
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K-Messe
19.10.2022
Ceramic Composites
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Sitzung der AG "Virtuelle Produktentwicklung CMC"
20.10.2022
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CU Bau
Weiterbildung
CU Bau Seminarreihe "Leichtbau im Bauwesen mit Faserverbundwerkstoffen" - Seminar 1: Grundlagen
25.10.2022
-
25.10.2022
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CU West
Mitgliederversammlung CU West 2022
26.10.2022
-
27.10.2022
CU
CU Bau
Weiterbildung
CU Bau Seminarreihe "Leichtbau im Bauwesen mit Faserverbundwerkstoffen" - Seminar 2: Neubau und Vorfertigung
26.10.2022
-
28.10.2022
AIRTEC 2022
26.10.2022
Ceramic Composites
CU
Sitzung der AG "Virtuelle Produktentwicklung CMC"
08.11.2022
-
09.11.2022
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Fachtagung thermoPre® - die Zukunft der thermoplastischen Composites
09.11.2022
CU
CU Nord
CU Ost
CU Innovation Day "Automation for the composites industry - Part B: Virtual Twin, Virtual Commissioning & AI"
11.11.2022
CU
MAI Carbon
Gezielte Weiterbildung & Fachkräftegewinnung im Bildungs- und Personalnetzwerk SIAT
17.11.2022
CU
CU Nord
CU Ost
CU West
Sitzung der AG "SMC in Hochleistungsanwendungen"
21.11.2022
CU
CU West
13. Jour Fixe des CU West: „Composites – Perspektiven in der Luft- und Raumfahrt“
23.11.2022
CU
Weiterbildung
Weiterbildung: Infiltrationstechnik - Theorie und Praxis
24.11.2022
Ceramic Composites
CU
CU Austria
CU Bau
CU BW
CU Nord
CU Ost
CU Switzerland
CU West
MAI Carbon
4. Ordentliche Mitgliederversammlung des Composites United e. V.
30.11.2022
-
01.12.2022
CU
CU Bau
Weiterbildung
CU Bau Seminarreihe "Leichtbau im Bauwesen mit Faserverbundwerkstoffen" - Seminar 3: Instandsetzung und Verstärkung
01.12.2022
CU
MAI Carbon
Projektforum 2022
02.12.2022
Ceramic Composites
CU
Sitzung der AG "Virtuelle Produktentwicklung CMC"
25.01.2023
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CU Innovation Day "Composites in Rail - Anforderungen an Faserverbunde aus Sicht des Schienenfahrzeugherstellers"
27.01.2023
CU
MAI Carbon
Gezielte Weiterbildung & Fachkräftegewinnung im Bildungs- und Personalnetzwerk SIAT
24.03.2023
CU
MAI Carbon
Gezielte Weiterbildung & Fachkräftegewinnung im Bildungs- und Personalnetzwerk SIAT
26.05.2023
CU
MAI Carbon
Gezielte Weiterbildung & Fachkräftegewinnung im Bildungs- und Personalnetzwerk SIAT
23.08.2023
CU
CU Bau
CU Ost
Sommergrillen von CU Ost und CU Bau
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