Prof. Dr.-Ing. Alois K. Schlarb

Leichtbau

Prof. Dr.-Ing. Alois K. Schlarb

TU Kaiserslautern, Lehrstuhl für Verbundwerkstoffe

Hybride polymerbasierte Werkstoffe

oder „Das Ganze ist mehr als die Summe der Teile“

Moderne Bauteile für u. a. die Bereiche Mobilität, Energie, Bau haben steigende Ansprüche bezüglich ihrer Leistungsdaten, Energieeffizienz und Nachhaltigkeit zu erfüllen. Hybridbauteile mit ihren hervorragenden Leistungseigenschaften sind daher oft die Lösung.

Die Grenzen der einzelnen Werkstoffklassen werden dabei überwunden. Was zählt, ist die Kombination. Die Kombination der Werkstoffe auf verschiedenen Skalen von Nano bis Makro und die Kombination unterschiedlicher Technologien zur Herstellung, d. h. die Entwicklung und Nutzung hybrider Prozesse zur Fertigung hybrider Strukturen aus hybriden Werkstoffen.

Aufgrund ihrer hohen Steifigkeit scheinen Metalle auf den ersten Blick ideale Leichtbauwerkstoffe zu sein. Für die Anwendung im Leichtbau spielen jedoch die gewichtsbezogene Eigenschaften eines Werkstoffs die entscheidende Rolle. Bezieht man beispielsweise für unterschiedliche Werkstoffklassen deren Elastizitätsmodul auf die jeweilige Dichte, sind hybride Werkstoffe - wie beispielsweise Faser-Kunststoff-Verbunde - in ihrer Leistungsfähigkeit unerreicht.

Hybride Materialien bieten auf unterschiedlichen Längenskalen ein extrem breites Eigenschaftsspektrum, das mit keiner Werkstoffklasse allein abgedeckt werden kann. Aufgrund des ausgezeichneten Steifigkeits-/Gewichtsverhältnisses mikroskalig verstärkter Kunststoffe und der Möglichkeit, bei Nanokompositen Effekte auf der Morphologie-Skala der polymeren Matrix auszulösen, sind kunststoffbasierte hybride Werkstoffe das ideale Material für Leichtbau-Konstruktionen.

Um das enorme Marktpotential auszuschöpfen, wird ein verbessertes Verständnis zur Erzeugung der Morphologie in der Bauteilfertigung mittels kostengünstiger hybrider Prozesse entscheidend sein.

Basierend auf einem Artikel aus INGENIEURWISSENSCHAFTEN – IM FOKUS:WAK