HIVOCOMP – Hochleistungswerkstoffe für strukturelle Verbundwerkstoffbauteile zur hochvolumigen Anwendung im Straßentransport
Neben dem geringen Gewicht, das zur Kraftstoffeffizienz beiträgt, sollten Hochleistungsverbundwerkstoffe für den Verkehrssektor für den Einsatz in Produktionsprozessen mit kurzen Taktzeiten geeignet sein. Derzeit sind die Produktionsmengen auf ein paar hundert oder ein paar tausend Einheiten pro Jahr für Luft- und Raumfahrt- oder Sportwagen-Anwendungen beschränkt.
Projektpartner
Katholische Universität Löwen, Volkswagen AG, Daimler AG, Universität Perugia, Centro Ricerche Fiat S.c.p.A, Huntsman International LLC, ESI Group, Airborne Composites, Eidgenössische Technische Hochschule Lausanne, Universität Leeds, Samsonite Europe N.V., Benteler SGL Composite Technology GmbH, Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT-A) Propex Fabrics GmbH, Bax Innovation Consulting S.L.
Laufzeit
01.10.2010 – 30.09.2014
Fördergeber
FP7-NMP - Spezifisches Programm „Zusammenarbeit“: Nanowissenschaften, Nanotechnologien, Werkstoffe und neue Produktionstechnologien der Europäischen Union
Motivation
Das Projekt HIVOCOMP veränderte dies durch die Entwicklung von zwei neuen High-Volume-Materialien für kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffteile (CFK) zur Anwendung in Autos und Koffern. Die Konsortialpartner bauten Demonstratoren, in denen sie dieses neue Material in Strukturteilen eines Autos verwendeten. Dazu gehörten die innere Motorhaube, die hintere Sitzrückwand und die B-Säule zwischen der Vordertür und Hintertür.
Vorgehen
Der erste Ansatz umfasste die Entwicklung von fortschrittlichen Polyurethan-basierten (PU) duroplastischen Matrixmaterialien, die verbesserte mechanische Eigenschaften und reduzierte Zykluszeiten im Vergleich zu dem am häufigsten verwendeten Epoxidmatrixsystem aufwiesen. Durch das Ersetzen dieses herkömmlichen Matrixsystems mit PU konnte eine schnelle Aushärtung mit hoher Zähigkeit und einer hohen Glasübergangstemperatur kombiniert werden. Nanopartikel, die dem PU hinzugefügt wurden, führten zu weiteren Verbesserungen bei der Verarbeitung (reduzierte Viskosität des Harzes und Reaktionskinetik) sowie zu verbesserten thermischen und elektrischen Eigenschaften. Ein weiterer Durchbruch von HIVOCOMP war die Hybridisierung der selbstverstärkten Kompositmaterialien (engl. SRCs) Polypropylen und Polyamid mit Carbonfasern. HIVOCOMP verfolgte mehrere Strategien, um zwei SRC-Versionen zu entwickeln. Im ersten Fall erlaubte eine kleine Menge von Kohlenstofffasern die Erhöhung der SRC-Steifigkeit ohne die Zähigkeit zu reduzieren. Im zweiten Fall führten größere Mengen Kohlenstofffasern zu einer erhöhten Zähigkeit, wobei die Steifigkeit weiterhin hoch blieb. Reduzierte Fertigungszeiten wurden durch den Thermoformprozess erreicht. Die fortschrittlichen Materialien, die in HIVOCOMP produziert wurden, führen zu kurzen Zykluszeiten und versprechen eine kosteneffiziente Massenproduktion von High-Performance CFK-Bauteilen.
Publikationsliste
Hine, P.J.; Bonner, M.; Ward, I.M.; Swolfs, Y.; Verpoest, I.; Mierzwa, A.: Hybrid carbon fibre/nylon 12 single polymer composites. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 65, 2014, 19-26
Danksagung
Dieses Projekt wurde im Rahmen von FP7-NMP - Spezifisches Programm „Zusammenarbeit“: Nanowissenschaften, Nanotechnologien, Werkstoffe und neue Produktionstechnologien der Europäischen Union unter der Finanzhilfevereinbarung Nr. 246389 finanziert (“Advanced Materials Enabling High-Volume Road Transport Applications of Lightweight Structural Composite Parts ”). Diese Veröffentlichung spiegelt nur die Ansichten des Autors wieder und die Europäische Union haftet nicht für jegliche Verwendung die darin enthaltenen Informationen.
Ansprechpartner
Dipl.-Ing. Kalle Kind; Dr.-Ing. Swen Zaremba
Abschlussbericht
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