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Niedersächsische Forschungskooperation HP CFK gewinnt Innovationspreis für neues Krafteinleitungselement

Die Preisträger (v.l.) Jonathan Serna (PuK, TU Clausthal), Alexander Herwig (IFL, TU Braunschweig) und Dr. Carsten Schmidt; es fehlt Lukas Groß (IFW). Foto: HP CFK

Am 18. September 2017 verlieh die AVK Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e.V. im Rahmen des International Composites Congress (ICC) in Stuttgart ihren Innovationspreis in der Kategorie Forschung und Wissenschaft an die niedersächsische Forschungskooperation HP CFK. Ausgezeichnet wurde sie für ihr Multilayer-Insert, ein hybrides Krafteinleitungselement für Faserkunststoffverbunde.

In der Forschungskooperation HP CFK - "Hochleistungsproduktion von CFK Strukturen" - sind Wissenschaftler aus dem Institut für Polymerwerkstoffe und Kunststofftechnik (PuK) aus Clausthal, dem Institut für Flugzeugbau und Leichtbau (IFL) aus Braunschweig und dem Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) aus dem PZH der Leibniz Universität Hannover am Standort in Stade zusammengeschlossen. Ausgezeichnet wurde das Team für seine Entwicklung des Multilayer-Inserts, eines Krafteinleitungselements für dünnwandige Hochleistungs-CFK-Strukturen.

Den Ingenieuren gelang es, den simultanen schichtweisen Aufbau von Laminat und Insert in bestehende Automated-Fiber-Placement Prozesse zu integrieren, indem Faserlagen lokal durch Metalleinleger gleicher Dicke substituiert werden. Im Vergleich zu konventionellen Technologien führt der lokale hybride Anbindungspunkt zu einer minimalen Umlenkung der Fasern und damit zu einer Reduzierung des Störeinflusses.
Damit ist es möglich, reinmetallische Bereiche in Faserverbundstrukturen auszubilden, die eine Lastübertragung über Schub in allen Lagen des Laminats bewirken. Der belastungsoptimierte faser- und leichtbaugerechte Aufbau führt zu einer signifikanten Erhöhung der einleitbaren Lasten in den kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (CFK) sowie eine Gewichtsersparnis im Vergleich zu am Markt erhältlichen Technologien. Die Krafteinleitung kann dann zum Beispiel über Schraub- oder aber auch über Schweißverbindungen erfolgen und erlaubt so die lösbare Fügung von z. B. metallischen und faserkunststoffbasierten Bauteilen.

Die grundlegenden Arbeiten für das neue Verfahren wurden innerhalb des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Schwerpunktprogramms 1712 - Intrinsische Hybridverbunde für Leichtbautragstrukturen geschaffen.