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"Achema", Internationales Treffen für Chemische Technik, Umweltschutz und Biotechnologie in Frankfurt/Main (22. bis
27. Mai 2000)
Neuartige Rotoren aus textilen Hybridverstärkungen mit integrierter Riss-Sensortechnik
Was haben funkelnde Diamanten und die knallrote Karosserie von Harald Schumachers Formel-1-Ferrrari gemeinsam? Ganz einfach: Beide bestehen aus Kohlenstoff. Während sich ein Diamant aus reinem Kohlenstoff, dem Carboneum, in der Natur bildet, verwenden die Formel-1-Fahrzeughersteller dünne Fasern aus reinem Kohlenstoff zur Verstärkung der Karosserie. Und genau aus diesem High-Tech-Werkstoff, dem kohlenfaserverstärkten Kunststoff, entwickeln Wissenschaftler der Technischen Universität Dresden einen 3-D-verstärkten Hochgeschwindigkeitsrotor in Leichtbauweise. Hochleistungsrotoren kommen beispielsweise in Zentrifugen bei der Lebensmittel- oder Arzneimittelherstellung zum Einsatz oder in Schwungrädern von Fahrzeugen. Ihre Forschungsergebnisse präsentieren die Dresdner auf der Münchner Werkstoff-Messe "Achema" in Frankfurt/Main vom 22. bis 27. Mai 2000, Gemeinschaftsstand "Forschungsland Sachsen", Halle 1.2, Stand B13-18.
"Wir planen einen ganz neuen, sehr leichten Faserverbund-Rotor für die chemische Industrie", erläutert Professor Werner Hufenbach, Institutsdirektor für Leichtbau und Kunststofftechnik an der TU Dresden und Sprecher einer Forschergruppe, die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) seit 1997 mit rund 3,5 Millionen Mark gefördert wird. Die Hochleistungsrotoren müssen den hohen überlagerten Beanspruchungen aus Fliehkräften, Temperaturen und chemischen Einflüssen standhalten. Hufenbach: "Die Kohlenstofffasern für den Hochleistungsrotor müssen so ausgerichtet sein, dass sie optimal die physikalischen Kräfte aufnehmen."
Diese Aufgabe haben die Wissenschaftler im Institut für Textil- und Bekleidungstechnik an der TU Dresden übernommen: Sie stellen sogenannte Commingling-Hybridgarne (CF/PEEK-Hybridgarn) her. Dabei werden Kohlenstofffasern und andere Kunststofffasern gleichmäßig durchmischt und zu einem Garn verarbeitet. Das Garn muss nun so verwirbelt werden, dass es den physikalischen Anforderungen eines Rotors standhält, sich weder verformt noch reißt.
Durch eine spezielle Nähtechnik wird das Textilhalbzeug an überbeanspruchten Stellen verstärkt.
Im sogenannten Autoklav, einer Art großer Kessel, verpressen die Wissenschaftler im Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik das textile Halbzeug unter Hitze und Druck zu stabilen, festen und steifen Kunststoff-Rotorkomponenten mit geringem Gewicht. Noch werden die Rotoren aus den Einzelteilen zusammengesetzt, aber Anfang 2000, so das Ziel von Institutsdirektor Hufenbach, wollen die Dresdner das Verfahren soweit perfektioniert haben, dass sie dem Autoklav dreidimensional verstärkte Rotoren als Einheit entnehmen können.
Im institutseigenen Rotorprüfstand, übrigens dem bundesweit einzigen Hochleistungsprüfstand, der kohlenstofffaserverstärkte Rotoren testen darf, wird die Belastbarkeit neuer Rotoren in Textilbauweise geprüft.
Zur Messung der Rotorverformung integrieren die Dresdner Wissenschaftler dehnungsempfindliche Messinstrumente in die textile Verstärkungsstruktur. "Wir streben an", so Professor Werner Hufenbach, "dass die kohlenstofffaserverstärkten Verbundrotoren bei Betrieb letztlich online diskontinuierlich und kontinuierlich überwacht werden können."
Informationen: Technische Universität Dresden, Institut für Textil- und Bekleidungstechnik, Professor Peter Offermann, Dr.-Ing. Gerd Franzke, Dipl.-Ing. Thomas Leopold, Telefon (03 51) 4 63-71 47, Fax (03 51) 4 63-40 26, e-mail: Franzke@itb.mw.tu-dresden.de
und Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik, Professor Werner Hufenbach, Telefon (03 51) 4 63-81 42, Fax (03 51) 4 63-81 43, e-mail: ilk@ilk.mw.tu-dresden.de, Dr.-Ing. Lothar Kroll, Telefon (03 51) 4 63-81 46, e-mail: lk@ilk.mw.tu-dresden.de, Dipl.-Ing. Albert Langkamp, Telefon (03 51) 4 63-81 51, e-mail: al@ilk.mw.tu-dresden.de, Internet: http://www.tu-dresden.de/mw.ilk/
oder vom 22. bis 27. Mai 2000 auf der "Achema" in Frankfurt /Main, Halle 1.2, Stand B13-18, Gemeinschaftsstand "Forschungsland Sachsen", Telefon (0 69) 74 41 05.
Dresden, 10. Mai 2000
Birte Urban, Telefon (03 51) 4 63-69 09
http://www.tu-dresden.de/mw.ilk/
Criteria of this press release:
Mechanical engineering
transregional, national
Research results
German
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