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Eine Staufachklappe in Sandwich-Leichtbauweise für eine Lkw-Fahrerkabine hat das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS im Projekt »HyWaSand« entwickelt. Die Lösung und insbesondere der dabei eingesetzte Herstellungsprozess, der für die Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen in Großserie geeignet ist, wurde gestern in Paris mit dem JEC Composites Innovation Award 2025 in der Kategorie »Automotive & Road Transportation – Process« ausgezeichnet.
Die JEC Composites unterstützt als internationale Organisation die Anwendung von Verbundwerkstoffen (Composites) in verschiedenen Sektoren und bringt Fachleute aus Industrie, Forschung und Bildung zusammen. Mit dem JEC Composites Innovation Award zeichnet sie jährlich zukunftsweisende Technologien aus. Die Ehrung erhält das Fraunhofer IMWS gemeinsam mit den Projektpartnern Daimler Truck AG, ElringKlinger AG, ENGEL Austria GmbH, ThermHex Waben GmbH und Edevis GmbH.
»Wir freuen uns sehr über diese Auszeichnung. Sie ist eine wertvolle Anerkennung für die gemeinsame Forschungsleistung im Projekt und unterstreicht zudem die Potenziale von Leichtbau-Lösungen in Thermoplast-Sandwichbauweise«, sagt Dr.-Ing. Ralf Schlimper, der das Projekt am Fraunhofer IMWS geleitet hat.
Sandwichstrukturen bestehen aus hochsteifen und -festen Deckschichten und einem leichten Kern. Diese Kombination ermöglicht neben hoher Materialeffizienz eine sehr hohe gewichtsspezifische Biege- und Beulsteifigkeit. Die Bauweise eignet sich deshalb auch für hochbelastbare Strukturbauteile etwa in Fahrzeug- und Aerospace-Anwendungen und macht ein Gewichtseinsparungspotenzial von bis zu 70 Prozent gegenüber monolithischen Strukturen möglich, bei einer Belastbarkeit der Bauteile, die (deutlich schwereren) metallischen Bauteilen entspricht oder diese gar übertrifft.
Im nun ausgezeichneten Projekt kam die am Fraunhofer IMWS entwickelte Thermoplast-Sandwich-Moulding-Technologie zum Einsatz. Halbzeuge, bestehend aus einem thermoplastischen Wabenkern und Decklagen aus faserverstärkten thermoplastischen UD-Tape-Laminaten des Partners ThermHex, werden dabei durch Thermoformen verarbeitet und können im selben Prozess mittels Spritzguss funktionalisiert werden. Der kontinuierliche und vollautomatisierte Fertigungsprozess ist sowohl für geformte Bauteile als auch für den Einsatz in der Großserie geeignet. Insbesondere Letzteres ist entscheidend für den Einsatz in der Automobilindustrie, wo große Stückzahlen und kurze Zykluszeiten gefragt sind. Parallel wurden im »HyWaSand«-Projekt virtuelle Engineering-Methoden für die Prozess- und Bauteilentwicklung sowie passende zerstörungsfreie Prüfmethoden zur Absicherung der Bauteilqualität entwickelt.
»Den Bedarf der Industrie haben wir gezielt in den Blick genommen und dafür gemeinsam mit unseren Partnern eine tragfähige und wirtschaftliche Lösung entwickelt. Der Ansatz trägt durch die Gewichtseinsparung, reduzierten Materialbedarf und die Möglichkeit zum Einsatz recycelbarer Werkstoffe zudem erheblich zur Verbesserung der Nachhaltigkeit bei«, sagt Prof. Dr. Maik Feldmann, Leiter das Geschäftsfelds »Polymeranwendungen« am Fraunhofer IMWS. »Der JEC-Award gibt uns Rückenwind für die Weiterentwicklung der Technologie. Wir haben hier beispielsweise Anwendungen im Karosseriebereich, Interieurbauteile mit dekorativen Oberflächen oder den Einsatz von Sandwichmaterialien aus Hochleistungsthermoplasten im Blick.«
Die als Demonstrator hergestellte Staufachklappe wird vom 4.-6. März 2025 auf der Kunststoff-Messe JEC World in Paris auf dem Stand der ThermHex Waben GmbH (Stand 6P108) zu sehen sein.
Dr.-Ing. Ralf Schlimper; Gruppenleiter »Bewertung und Design von Faserverbundstrukturen«; Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS; Telefon +49 345 5589-263, ralf.schlimper@imws.fraunhofer.de
https://www.imws.fraunhofer.de/de/kompetenzfelder/kunststoffe/highlights/jec-awa...
Prof. Dr. Maik Feldmann und Dr.-Ing. Ralf Schlimper vom Fraunhofer IMWS freuen sich mit den Projektp ...
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Prof. Dr. Maik Feldmann und Dr.-Ing. Ralf Schlimper vom Fraunhofer IMWS freuen sich mit den Projektp ...
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