Kohlefaserverstärkte Verbundwerkstoffe werden wegen ihres hohen Leichtbaupotenzials zunehmend in der Luft- und Raumfahrttechnik sowie im Fahrzeugbau eingesetzt. Mit dem im KIT entwickelten Mikrowellensystem HEPHAISTOS steht dafür ein energieeffizientes neuartiges Härteverfahren zur Verfügung. Im Rahmen eines vierjährigen vom BMBF geförderten Verbundprojektes mit weltweiten Partnern wurde das Verfahren nun erstmals in einer industriellen Versuchsanlage eingesetzt. Die Großanlage wurde soeben bei der Firma GKN Aerospace in München in Betrieb genommen.
Die HEPHAISTOS-Technologie ermöglicht energieeffiziente neuartige Härteverfahren für Verbundwerkstoffe, die ohne Umluftofen, Druckkammern oder teure beheizte Werkzeuge auskommen. Die Mikrowellentechnologie ist dabei als einziges physikalisches Verfahren in der Lage, ein Bauteil auf seinem gesamten Volumen gleichzeitig aufzuheizen. Mit den Entwicklungen des Karlsruher Instituts für Technologie können erstmalig gleichmäßige Mikrowellenfelder in beliebig großen Kammern erzeugt werden. Durch entsprechende Steuerung gelangt dabei die Energie sehr schnell und effektiv in Bauteile; die Aushärtung von polymeren Matrixsystemen, Schäumen oder Klebern wird stark beschleunigt.
„Die HEPHAISTOS-Technologie ist das Zentrum eines vierjährigen Verbundvorhabens, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit einem Gesamtvolumen von sechs Millionen Euro gefördert wird“, freut sich der Projektleiter, Priv.-Doz. Dr. habil. Lambert Feher vom Institut für Hochleistungsimpuls- und Mikrowellentechnik des KIT. „Nun haben wir bei der Firma GKN Aerospace in München zum ersten Mal eine Großanlage bei einem Industriekunden in Betrieb genommen.“
Im KIT wurde ein großes Versuchszentrum für den industriellen Einsatz der Mikrowellentechnologie für Verbundwerkstoffe aufgebaut. (Foto: KIT)
Viele weitere Anwendungen werden derzeit erschlossen: Untersucht wird unter anderem, inwieweit das HEPHAISTOS-Verfahren zur Erzeugung von hochwertigen Oberflächen nach Spezifikationen der Automobilindustrie einsetzbar ist. So wurde inzwischen mit der Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG ein erstes Karosseriebauteil aus kohlefaserverstärkten Verbundwerkstoffen erfolgreich mit der HEPHAISTOS-Technologie ausgehärtet.
Projektpartner in dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit sechs Millionen Euro geförderten Verbundprojekt „Optimierte Fertigung von Faserverbundstrukturen mit modularen Mikrowellenhärtungsanlagen“ sind die Luft- und Raumfahrtunternehmen EADS und GKN Aerospace, die Chemiekonzerne BASF und Hexion, der Fahrzeughersteller Porsche, sowie die Composit-Hersteller SGL Carbon und Fritzmeier Composites.
In der Energieforschung ist das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) eine der europaweit führenden Einrichtungen: Das KIT-Zentrum Energie vereint grundlegende und angewandte Forschung zu allen relevanten Energieformen für Industrie, Haushalt, Dienstleistungen und Mobilität. In die ganzheitliche Betrachtung des Energiekreislaufs sind Umwandlungsprozesse und Energieeffizienz mit einbezogen. Das KIT-Zentrum Energie verbindet exzellente technik- und naturwissenschaftliche Kompetenzen mit wirtschafts-, geistes- und sozialwissenschaftlichem sowie rechtswissenschaftlichem Fachwissen. Die Arbeit des KIT-Zentrums Energie gliedert sich in sieben Topics: Energieumwandlung, erneuerbare Energien, Energiespeicherung und Energieverteilung, effiziente Energienutzung, Fusionstechnologie, Kernenergie und Sicherheit sowie Energiesystemanalyse.
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