Auslegung von Faserverbundwerkstoffen

Faserverstärkte Kunststoffe bieten ein erhebliches Leichtbaupotenzial. Nicht nur in der Luft- und Raumfahrtbranche sowie im Automobilbau werden immer mehr Bauteile aus faserverstärkten Kunststoffen hergestellt. Auch im Maschinen- und Anlagenbau verdrängen die faserverstärkten Kunststoffe zunehmend klassische Werkstoffe wie Stahl oder Aluminium. Insbesondere kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) bieten aufgrund ihrer hervorragenden Materialeigenschaften viele Vorteile. Neben einem geringen Eigengewicht zeichnen sich Bauteile aus CFK durch hohe Steifigkeit und geringe Wärmedehnung aus. Das günstige Verhältnis von Dichte und Steifigkeit führt zudem zu höheren Eigenfrequenzen, was insbesondere bei schwingungskritischen Komponenten ein Vorteil ist. Außerdem besitzt CFK wesentlich höhere Dämpfungseigenschaften als beispielsweise Stahl.

Wir besitzen ein umfassendes Verständnis für faserverstärkte Kunststoffe, das notwendig ist, um das volle Potenzial des Werkstoffes abschöpfen zu können. Hinzu kommt das Erfordernis, den Werkstoff belastungsgerecht auszulegen. Dies betrifft vor allem den Laminataufbau mit Einzelschichtdicke, Faserorientierung und Faservolumenanteil. In der Abteilung »Leichtbautechnologien« kommen hierfür rechnergestützte Werkzeuge zum Einsatz. Mit diesen können Faserlagen und Schichtdicken gezielt modelliert werden, um Bauteile aus Faserverbünden möglichst realitätsnah abzubilden und zu berechnen. Dadurch können wir die Qualität und Funktionalität dieser Bauteile erhöhen.