Carl-Zeiss-Stiftung fördert intelligente Naturfaserverbundwerkstoffe an der Hochschule Trier mit 1 Million Euro
Kernstück des proTRon EVOLUTION: Die Fahrgastzelle aus naturfaserverstärktem Kunststoff © Hochschule Trier
Ein Forschungsteam an der Hochschule Trier beschäftigt sich mit der Entwicklung intelligenter Naturfaserverbundwerkstoffe. Unterstützung erhalten die Wissenschaftler dabei von der Carl-Zeiss-Stiftung, die im Rahmen der Förderlinie „Transfer“ für Hochschulen der angewandten Wissenschaft das Projekt der Hochschule Trier ausgewählt hat und mit 1 Million Euro über drei Jahre fördert. Ziel des Projektes ist es, Naturfaserverbundwerkstoffe durch integrierte intelligente Sensorik auch für den Einsatz in mechanisch stark belasteten Bauteilen nutzbar zu machen.
Entwicklung ultraleichter und umweltfreundlicher Konstruktionsbauteile
Naturfaserverbundwerkstoffe werden schon länger im Automobilbereich,
etwa zur Dämmung und Schallabsorption, eingesetzt. Neue Erkenntnisse in
der Erforschung der Materialeigenschaften ermöglichen den Einsatz dieser
Verbundmaterialien auch als tragende Elemente in Konstruktionen.
Dadurch verhelfen sie z.B. im Fahrzeugbau zu einer besonders leichten
und damit energieeffizienten und umweltfreundlichen Bauweise und
Herstellung.
Bündelung von umfangreichem Know-how der Hochschule Trier
Das Projekt bündelt das über Jahre gesammelte Know-how
unterschiedlicher Bereiche an der Hochschule Trier und ermöglicht neue
innovative Ansätze. Zentrale Pilotanwendung wird die Entwicklung von
stark beanspruchten Struktur- und Karosserieteilen für hocheffiziente
Fahrzeuge sein.
Projekt proTRon
Im Projekt
proTRon hat die Hochschule Trier unter der Leitung der Professoren Dr.
Hartmut Zoppke und Dr. Matthias Scherer seit mehr als 13 Jahren
Erfahrung in diesem Bereich gesammelt. Im Rahmen der Entwicklung
hocheffizienter Nahverkehrsfahrzeuge wurde auch umfangreiches Know-how
zur Crash-Sicherheit von Fahrzeugbauteilen aus naturfaserverstärkten
Kunststoffen (NfK) aufgebaut. Dieses Wissen fließt zusammen mit der
Forschungsarbeit der Arbeitsgruppe um Professor Dr. Peter König im
Bereich der Fahrzeugsicherheit in das neue Projekt ein. Die notwendige
Simulation des Verhaltens der Bauteile aus NfK, aber auch der
Sensormaterialien, betreut der neuberufene Professor Dr. Alexander
Wohlers.
Optische Messverfahren zur Detektion von Fehlstellen und Defekten
Verbundmaterialien entwickeln bei Belastungen oft Vorschädigungen im
Inneren des Materials, die von außen nicht direkt erkannt werden können.
Professor Dr. Michael Schuth arbeitet mit seinem Team des Technikums
OGKB für optische Messtechnik, Gerätebau, Konstruktion und
Bauteiloptimierung an der Detektion von Fehlstellen und Defekten in der
Struktur. Die Arbeitsgruppe um Schuth hat sich unter anderem auf die
zerstörungsfreie optische Analyse von inneren Schäden in Materialien
spezialisiert. Mit optischen Messverfahren können die neu zu
entwickelnden Naturfaserverbundwerkstoffe im Labor genauestens
untersucht und Verformungen unter Belastung analysiert werden.
Integration intelligenter Sensorelemente
Die besondere Innovation des Projekts liegt in der Integration
intelligenter Sensorelemente, die eine kontinuierliche Überwachung der
Bauteile während ihres Betriebs gewährleisten. Hier kommen die
Erkenntnisse aus dem Labor für angewandte Produktionstechnik von
Professor Dr. Armin Wittmann zum Einsatz. Zusammen mit seinem Team hat
er eine Methode entwickelt, die es ermöglicht, den Alterungszustand von
elektrischen Leitungen im Betrieb zu vermessen. Entsprechend angepasste
Leitungselemente sollen als Sensoren in die Naturfaserverbundwerkstoffe
integriert werden, um das Alterungsverhalten des gesamten
Naturfaserverbundbauteils zu bewerten. Die dafür erforderliche
hochfrequente Messtechnik entwickelt die Arbeitsgruppe von Professor Dr.
Andreas Diewald im Labor für Radartechnologie und optische Systeme.
Kompetente Partner
Die Gesamtleitung des Forschungsprojekts hat der Prodekan des
Fachbereichs Technik Professor Dr. Klaus Peter Koch inne.
Wissenschaftliche Kooperationspartner sind Professor Dr. Georg Fischer
vom Lehrstuhl für Technische Elektronik und Professor Dr. Dirk Schubert
vom Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften an der Friedrich-Alexander
Universität Erlangen-Nürnberg sowie Professorin Dr. Ute Rabe vom
Lehrstuhl für Leichtbausysteme an der Universität des Saarlandes. Im
Rahmen dieser Kooperationen werden Promotionsarbeiten im Projekt
betreut. Professor Dr. Oliver Türk ist als Experte für nachwachsende
Rohstoffe der technischen Hochschule Bingen ebenfalls als
wissenschaftlicher Kooperationspartner in das Projekt integriert.
Um
den Transfer der Forschungsergebnisse in die industrielle Anwendung zu
gewährleisten, konnten auch Industrieunternehmen mit Erfahrungen im
Bereich der Verbundwerkstoffe als Projektpartner gewonnen werden.
Beitrag zur Reduktion von CO2
Das neue Forschungsvorhaben soll als Basis für weitere Projekte dienen,
um die entwickelte Technologie in einem breiten Bereich von Anwendungen
einsetzen zu können. Durch das Vorantreiben ultraleichter Bauteile
hoffen die Wissenschaftler, einen Beitrag zur Reduzierung von
Treibhausgasen liefern zu können.
Über die Carl-Zeiss-Stiftung
Die Carl-Zeiss-Stiftung hat sich zum Ziel gesetzt, Freiräume für
wissenschaftliche Durchbrüche zu schaffen. Als Partner exzellenter
Wissenschaft unterstützt sie sowohl Grundlagenforschung als auch
anwendungsorientierte Forschung und Lehre in den MINT-Fachbereichen
(Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik). 1889 von dem
Physiker und Mathematiker Ernst Abbe gegründet, ist die
Carl-Zeiss-Stiftung die älteste private wissenschaftsfördernde Stiftung
in Deutschland. Sie ist alleinige Eigentümerin der Carl Zeiss AG und
SCHOTT AG. Ihre Projekte werden aus den Dividendenausschüttungen der
beiden Stiftungsunternehmen finanziert.