Kompetenzfeld

Tailored Thermosets & Biomaterials

Programmbereich Werkstoffwissenschaft

Das Kompetenzfeld

Das Kompetenzfeld entwickelt leistungsfähige multifunktionale Verbundwerkstoffe mit duroplastischer Matrix. Als Bottom-up-Technologieplattform wird ein innovativer „Werkstoffbaukasten“ erschlossen und eingesetzt. Mit neuen Werkstoffen, vorzugsweise auf Basis biogener Ressourcen, und funktionalen Nano- und Mikroverstärkungsmaterialien sowie Fasern werden Verbundwerkstoffe mit maßgeschneiderten Eigenschaften ausgestattet. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf ihrer Nachhaltigkeit und Dauerhaftigkeit auch in aggressiver Umgebung sowie auf ihrer (chemischen) Rezyklierbarkeit am Ende des Lebenszyklus. Dazu werden umweltfreundliche, skalierbare Herstellungs- und Recyclingprozesse entwickelt und flüssige Materialien vom Labormaßstab bis zu Mengen von 200 kg im industriellen Maßstab verarbeitet.

Ziel ist die Entwicklung von Werkstoffinnovationen auf der Grundlage eines mechanistischen Verständnisses und der Korrelation von Prozessen, Strukturen und Eigenschaften. Dabei kommen modernste Analysetechniken aus dem Spektrum ingenieurwissenschaftlicher, chemischer und physikalischer Methoden zum Einsatz, wie z.B. Bruchmechanik in Medien, Rasterkraftmikroskopie mit IR-Mapping und temperaturmodulierte optische Refraktometrie.

Multifunktionelle Eigenschaften von polymeren Verbundwerkstoffen
Multifunktionelle Eigenschaften von polymeren Verbundwerkstoffen
Struktur von delignifiziertem Holz im Modell
Struktur von delignifiziertem Holz im Modell

Branchen & Anwendungen

Branchen
Anwendungen (Beispiele)
Energie
Diverse
Maschinenbau
schnell bewegte Maschinenteile, Verkleidungsteile
Automobilbau
Karosseriestrukturen, Außenhaut, Spoiler und Windabweiser, Innenverkleidungen
Luft- & Raumfahrt
Flügel-, Leitwerk-, Rumpfstrukturen; Clips und Cleats
Baugewerbe
Faserverstärkter Beton
Maschinenbau
Polymere Gleitlager und komplexe Bauteile
Automobilbau
Strukturbauteile & Sekundärstrukturen
Luft- & Raumfahrt
Sekundärstrukturen
Maschinenbau
Schnell bewegte Maschinenteile, Kolben- und Walzenbeschichtungen, Rotor-/Statorsysteme
Automobilbau
Lager und Lagerwerkstoffe
Baugewerbe
Dauerhafte Armierungen, Isolationsschäume
Energie
Zähmodifizierte Polymermatrizes
Maschinen- und Anlagenbau
Walzenbezüge, Gleitlager
Luft- & Raumfahrt
Multifunktionale Matrizes
Mobilität
Biobasierte Schäume, Tribologische Beschichtungen
Medizintechnik
Röntgentransparente Implantate
Maschinen- und Anlagenbau
Werkstoffintegrierte Sensoren
Mobilität
Adaptive aerodynamische Elemente
Energie
Druckbehälter, Hochspannungsisolatoren, Kraftstofftanks, Rotor-Getriebe-Welle (Windkraft)
Sport & Freizeit
Fahrradzubehör (z.B. Flaschenhalter, Ritzel oder Lenker), Schläger (z.B. für Tennis oder Hockey), Sportschuhe (3D-gedruckte individuelle Sohle)
Maschinenbau
Schnell bewegte Maschinenteile, Wellen, Prototypen, Motoreinhausungen, Spalttöpfe
Automobilbau
Karosseriestrukturen, Antriebswellen, Strukturbauteile, Kraftstofftanks, Druckbehälter
Luft- & Raumfahrt
Rumpf- und Leitwerkstrukturen, Stabstrukturen, Fensterrahmen, ISO-Grid-Strukturen
Energie
Infusionssimulation für Rotorblätter
Sport & Freizeit
Drapiersimulation für Helme
Mobilität
SMC-Pressformsimulation für Automobilkarosserieteile und Thermoformsimulation von Flugzeugstringerprofilen
Energie
Diverse
Maschinenbau
schnell bewegte Maschinenteile, Verkleidungsteile
Automobilbau
Karosseriestrukturen, Außenhaut, Spoiler und Windabweiser, Innenverkleidungen
Luft- & Raumfahrt
Flügel-, Leitwerk-, Rumpfstrukturen; Clips und Cleats
Energie
Infusionstechnologien für Rotorblätter
Sport & Freizeit
Feststoffharze für den Yachtbau
Mobilität
Datenerfassung und durchgängige RTM-Simulationsketten
Energie
Windkraftblätter, Speichersysteme
Maschinenbau
Schnell bewegte Maschinenteile
Automobilbau
Fahrwerkstrukturen
Maschinenbau
Hochbeschleunigte Maschinenteile, Gehäuse
Automobilbau
Stoßfängerträger, Crashabsorber, Innenverkleidungsteile
Luft- & Raumfahrt
Verbindungen, Streben
Energie
Druckbehälter, Rotorwellen
Medizintechnik
Röntgentransparente Implantate, Orthesen
Sport & Freizeit
Fahrradrahmen
Maschinenbau
Schnell bewegte Maschinenteile
Automobilbau
Karosserie- und Fahrwerkstrukturen
Luft- & Raumfahrt
Rumpf- und Leitwerkstrukturen, Hochauftriebskomponenten

Spezielle Leistungsmerkmale

  • Breite Expertise in der Werkstoffauswahl, Verarbeitung und Charakterisierung
  • Entwicklung von duroplastischen Verbundwerkstoffen mit maßgeschneiderten, multifunktionalen Eigenschaften
  • Skalierbare Verarbeitungstechnologien und -verfahren nach industriellem Standard
  • Weiterentwicklung von Charakterisierungsmethoden

Werkstoffe und Fragestellungen

Typische Werkstoffe

  • Reaktivsysteme
  • Biobasierte Werkstoffe
  • Mikro-/Nanofüllstoffe
  • Holz
  • Fasern

Typische Fragen

  • Wie kann man die Eigenschaften und die Verarbeitbarkeit von Duroplasten verbessern ohne die Kosten zu erhöhen?
  • Welche Duroplaste sind resistent gegen starke alkalische Medien, um ihre hohe Lebensdauer in der Anwendung zu erreichen?
  • Welchen gleichwertigen oder besseren Ersatzwerkstoff kann man für einen am Markt nicht mehr verfügbaren Werkstoff einsetzen?
Tailored Thermosets & Biomaterials
IVW Schriftenreihe

Veröffentlichungen aus der IVW Schriftenreihe in diesem Kompetenzfeld