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Sportbogen deutlich leichter durch variabel-axiales Faserverbundwerkstoff-Design
Erneut gehören Forscher aus dem Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e. V. (IPF) zu den Gewinnern der JEC Innovation Awards. Der Preis in der Kategorie Sport geht an ein innovatives Bauteil aus kohlenfaserverstärktem Kunststoff für einen Sportbogen, das in der Arbeitsgruppe von Dr. Axel Spickenheuer am IPF gemeinsam mit Kollegen der Fakultät für Gestaltung an der Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden (HTW) entwickelt wurde.
Das neue Mittelstück - der so genannte Riser - für einen Recurvebogen ist etwa 40 % leichter als bisher verwendete Riser aus Verbundmaterial oder Aluminium und besitzt eine bis zu 43 % erhöhte masse-spezifische Steifheit als vergleichbare Mittelstücke aus Aluminium.
Seine hervorragenden Eigenschaften, die dem Schützen eine deutliche Kraftersparnis und verbesserte Trefferwahrscheinlichkeit bringen, verdankt das Bauteil der Anwendung des Konzepts variabelaxialen Designs bei der Auslegung und Fertigung mittels Tailored Fiber Placement (TFP)-Technologie. Gegenüber dem heute in der Herstellung von Faserverbundwerkstoffen zumeist realisierten multiaxialem Design der Faseranordnung erlaubt das variabel-axiale Design, die vorausberechneten Kraftflussrichtungen in einem Bauteil noch genauer nachzuvollziehen und somit die mechanischen Eigenschaften der Fasern in fast idealer Weise auszunutzen. Der Materialeinsatz wird verringert, Masse und Kosten werden gesenkt. Am Beispiel des Risers konnte das exemplarisch eindrucksvoll demonstriert werden.
Teil der ausgezeichneten Innovation ist darüber hinaus die Optimierung des Aushärteverfahrens für Faserverbundbauteile. Da die komplexe Struktur des Risers mit mehreren Hohlräumen sowie metallischen Einlegeteilen (zur Integration in den Reflexbogen) das Aushärten mittels Harzinjektion im geschlossenen Werkzeug unter Druck nicht erlaubt, entwickelten die Preisträger ein quasi-geschlossenes Werkzeug mit speziellen Zu- und Abführungen. Es stellt auch ohne Vakuum optimale Bauteilqualität sicher und ist effizienter als die Verfahren unter Druck, da entsprechende Technik nicht erforderlich ist.
Die TFP-Technologie war in den 1990er Jahren am IPF entwickelt worden und wird inzwischen im Leichtbau, u. a. bei Fluggeräten, weithin industriell angewendet.
Mit JEC Innovation Awards würdigt die JEC Group auf der von ihr ausgerichteten internationalen Leitmesse auf dem Gebiet der Faserverbundwerkstoffe JEC COMPOSITES in Paris die weltweit innovativsten Lösungen auf dem Gebiet der Faserverbunde.
Direkter fachlicher Kontakt:
Dr. Axel Spickenheuer, spickenheuer@ipfdd.de, 0351 4658-374
Herstellung der Preform für den Riser, Riser aus kohlenstoffverstärktem Kunststoff und kompletter Bo ...
Fotos: Jürgen Lösel und IPF Dresden
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Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, Studierende, Wirtschaftsvertreter, Wissenschaftler
Maschinenbau, Werkstoffwissenschaften
überregional
Personalia
Deutsch
Herstellung der Preform für den Riser, Riser aus kohlenstoffverstärktem Kunststoff und kompletter Bo ...
Fotos: Jürgen Lösel und IPF Dresden
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