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UPD 40/15 - 16.03.2015                                 Meldung als pdf

Faserverbundwerkstoffe - ein aktuelles Thema in den Kontexten Maschinenbau und Ausbildung

Das AMU der Universität Augsburg präsentiert auf der Hannover Messe am Gemeinschaftsstand BayernInnovativ zwei ganz unterschiedliche "Carbon-Projekte"


Mit dem Wissensfilm "Was ist eigentlich Carbon?" Anwenderzentrum Material- und Umweltforschung (AMU) der Universität Augsburg auf der diesjährigen Hannover Messe vom 13. bis zum 17. April Forschungsergebnisse aus den Projekten FORCiM3A und MAI Bildung zum Thema Leichtbau und Faserverbundwerkstoffe. Die beiden Projekte befassen sich mit diesem Thema aus ganz unterschiedlichen Perspektiven: Bei FORCiM3A geht es darum, CFK mit all seinen Vorteilen stärker als bisher auch im Maschinen- und Anlagenbau zu etablieren; MAI Bildung zielt darauf ab, einem etwaigen Fachkräftemangel in der zukunftsträchtigen Faserverbundtechnologie frühzeitig mit einem neuartigen Bildungskonzept vorzubauen.

Bild: Mit dem Wissensfilm "Was ist eigentlich Carbon?" - http://www.youtube.com/watch?v=JtRxKqatBfk&feature=youtu.be - sollen schon die Jüngsten an die Faserverbundtechnologie herangeführt werden. © MAI Carbon


MAI Bildung: Eine Ausbildungsstruktur in der Faserverbundtechnologie von der frühkindlichen Bildung bis zur Promotion

Das innovative Material Carbon breitet sich in vielen Industriezweigen mit hoher Geschwindigkeit aus. Das "schwarze Gold" zeigt sich durch sein geringes Gewicht und seine besonderen physikalischen Eigenschaften als ein Werkstoff, der die Zukunft entscheidend prägen wird. Eine wichtige Voraussetzung dafür ist freilich, dass - in jeder Qualifikationsstufe vom Facharbeiter bis zum promovierten Akademiker - einschlägig qualifizierte Fachkräfte für die weitere Erforschung und für die praktische Umsetzung und Nutzung der im Carbon steckenden Potentiale verfügbar sind.

Dieser Herausforderung stellt sich das Projekt MAI Bildung, ein Teilprojekt des BMBF-finanzierten Spitzenclusters MAI Carbon, in dem seit Anfang 2012 mehr als 50 Partner der Region München - Augsburg - Ingolstadt (MAI) mit dem Ziel zusammenarbeiten, CFK (Kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffe) technologisch bis zum Jahr 2020 großindustriell für unterschiedliche Anwenderbranchen in Deutschland zu implementieren.

In der Faserverbundtechnologie befinden sich grundlegende technische Verfahren zum Teil noch in industriellen Erprobungs- und Versuchsstadien. Mit Blick auf die gewerblich-technische Ausbildung und auf die berufliche Qualifizierung kann somit noch auf keinen langjährig standardisierten Wissens- und Erfahrungsschatz zurückgegriffen werden. Dieses Defizit bietet zugleich aber auch große Chancen: "Für das wissenschaftliche und industrielle Zukunftsthema können wir erstmals eine durchgängige und anrechenbare Struktur von Bildungsmodulen entwickeln, und diese Chance wollen wir mit dem Projekt 'MAI Bildung' nutzen", erläutert Marietta Menner, Projektleiterin MAI Bildung am AMU.

Bereits im frühkindlichen Alter soll das Interesse für die Beschäftigung mit Naturwissenschaften geweckt und im Bereich der allgemeinbildenden Schulen über den Ansatz des "Forschenden Lernens" bei den Heranwachsenden weiter intensiviert werden. Weiterhin soll das Thema "Faserverbundtechnologie" in die Lehrpläne der jeweiligen Schultypen integriert und dort nachhaltig etabliert werden. Darauf aufbauend geht es im dritten Schritt dann um die berufliche Qualifizierung des auf diese Weise naturwissenschaftlich vorgeprägten Nachwuchses, der beispielsweise eine Ausbildung zum Verfahrensmechaniker für Kunststoff und Kautschuktechnik mit der Fachrichtung Faserverbundtechnologie absolvieren oder auch ein einschlägig ausgerichtetes Bachelor-Studium aufnehmen kann. Die Konzeption und Erprobung eines solchen Bachelor-Programms zur Faserverbundtechnologie ist Bestandteil des Projekts.

So soll mit MAI Carbon eine durchgängige Bildungsstruktur aufgebaut werden, die es Bologna-konform ermöglicht, dass erworbene Kompetenzabschlüsse einer Qualifikationsebene in der darauffolgenden Stufe angerechnet werden können und Durchgängigkeit und Anrechenbarkeit in der beruflichen Bildung exemplarisch realisiert werden. Wer z. B. die Ausbildung zum Techniker oder Meister im Bereich Faserverbundtechnologie erfolgreich absolviert hat, soll sich die bereits erworbenen Kenntnisse bei der Aufnahme des Bachelorstudiengangs anrechnen lassen  und seine Studienzeit dadurch verkürzen können.

"Perspektivisch ist unser MAI Carbon-Konzept darauf ausgerichtet, einem Fachkräftemangel in der Zukunftstechnologie Faserverbundwerkstoffe entgegenzuwirken und so einen wesentlichen und nachhaltigen Beitrag zum übergeordneten Ziel des Clusters MAI Carbon zu leisten", so Menner.

FORCiM3A: CFK/Metall-Mischbauweisen für den Maschinen- und Anlagenbau

Forcim3aDie aktuellen Forschungen des von der Bayerischen Forschungsallianz geförderten und vom Augsburger AMU aus koordinierten Verbundprojekts FORCiM3A beschäftigen sich mit der Faserverbundtechnologie in einem Bereich, bei dem diese Technologie derzeit noch eine eher untergeordnete Rolle spielt: mit dem Maschinen- und Anlagenbau.


Bild: Um CFK fit für den Maschinenbau zu machen, gilt es, mechanische Kennwerte und das Verhalten des Materials bei der Auslagerung in aggressiven Medien zu untersuchen. © AMU Augsburg

Diese hier noch eher weniger ausgeprägte Beachtung von Kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK) steht im Gegensatz zu der Tatsache, dass der Einsatz von CFK gerade im Maschinen- und Anlagenbau eine signifikante Leistungssteigerung in Aussicht stellt. Denn CFK drängt sich hier nicht nur durch sein enormes Leichtbaupotential auf, sondern auch durch viele weitere funktionale Vorteile - angefangen bei seiner geringen Wärmeausdehnung über hohe strukturelle Dämpfung und bis hin zu den Möglichkeiten der Funktionsintegration.

Was dem verstärkten Einsatz von CFK im Maschinen- und Anlagenbau bislang entgegensteht, sind die hohen Werkstoffkosten, aufwändige, manuelle Fertigungsverfahren und unzureichendes Know-how im Bereich der Konstruktion und Auslegung von Komponenten und Gesamtsystemen, die den spezifischen Anforderungen der Branche gerecht werden. Typische Anforderungen, die teilweise über diejenigen der bereits mit CFK arbeitenden Luft- und Raumfahrttechnik hinausgehen, sind z. B. komplexe Geometrien, hohe Stückzahlen, komplexe strukturelle Belastungen, thermische Belastungen und aggressive Medien. "Kostengünstigere Werkstoffsysteme, automatisierte Fertigungsverfahren und ein besseres Verständnis der Strukturmechanik würden also völlig neue Ansätze ermöglichen, die gemeinsam mit dem entsprechenden anwendungsspezifischen System-Know-how auch im Maschinen- und Anlagenbau bei vertretbaren Zusatzkosten zu Produkten mit wesentlich verbesserter Leistungsfähigkeit und neuen Funktionalitäten führen könnten. Wir", so Dr. Patrick Starke, der am AMU das Projekt FORCiM3A leitet, "demonstrieren anhand verschiedener exemplarischer Bauteile, wie die Faserverbundtechnologie auch im Maschinen- und Anlagenbau mit vielerlei Vorteilen erfolgversprechend eingesetzt werden kann. 

Konkret wurden im Rahmen von FORCiM3A bislang in einem Konsortium aus Endanwendern und Forschungspartnern anhand dreier praxisnaher, generischer Bauteile die Grundlagen für das entsprechende Design bzw. die Auslegungs-, Simulations- und Berechnungswerkzeuge für anisotrope, faserbasierte Werkstoffe und hybride Strukturen im Maschinenbau entwickelt. Bei den Demonstrator-Bauteilen handelt es sich um eine Welle/Walze, eine Wellenkupplung und eine Trägerstruktur. "Wir", so Starke, "wollen unsere vielversprechenden bisherigen Forschungsergebnisse auch in Hannover vor allem an Unternehmen herantragen, die sonst kaum die Möglichkeit haben, Zugang zur innovativen Schlüsseltechnologie der Faserverbundwerkstoffe zu finden."

In Hannover am Gemeinschaftsstand BayernInnovativ

Das AMU der Universität Augsburg präsentiert seine Projekte MAI Bildung und FORCiM3A vom 13. bis zum 17. April 2015 auf der Hannover Messe in der Halle 2 am Gemeinschaftsstand BayernInnovativ (Stand A52).

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15 Jahre AMU

Im Jahr 2000 als Projekt der Hich Tech-Offensive Bayern (HTO) ins Leben gerufen, ermöglicht das Anwenderzentrum Material- und Umweltforschung (AMU) seit 15 Jahren der Industrie den Zugang zur physikalischen und materialwissenschaftlichen Forschungskompetenz der Universität Augsburg. Es vermittelt das wissenschaftliche Potential der Institute für Physik und für Materials Resource Management (MRM) als zielgerichtete Dienstleistung für Problemlösungen und Weiterentwicklungen. F&E- Aufträge der Industrie werden auf der Grundlage der verfügbaren Kompetenzen in Grundlagen- und anwendungsorientierter Forschung optimal, fristgerecht und methodenoptimiert bearbeitet  (http://www.amu-augsburg.de/PDF_s/AMU-Flyer.pdf).

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Ansprechpartner:

Dr. Timo Körner
Ansprechpartner Auftragsforschung
Telefon +49(0)821-598-3592
timo.koerner@amu.uni-augsburg.de

Dr. Patrick Starke
Ansprechpartner FORCiM3A
Telefon +49(0)821-598-3591
patrick.starke@amu.uni-augsburg.de

Marietta Menner
Ansprechpartnerin MAI Bildung
Telefon +49(0)821-598-3598
marietta.menner@amu.uni-augsburg.de

Anwenderzentrum Material- und Umweltforschung (AMU)
Universität Augsburg
Universitätsstraße 1 a
86159 Augsburg
http://www.amu.uni-augsburg.de

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Weitere Informationen im Internet:

http://www.mai-carbon.de
http: //www.mai-bildung.de
https://idw-online.de/de/news597356 

http://www.bayfor.org/FORCim3a
http://idw-online.de/de/news459079
http://www.presse.uni-augsburg.de/unipressedienst/2013/jan-maerz/2013_022/

http://www.bayern-innovativ.de


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Pressefotos zum Download:

Was ist eigentlich Carbon? Film"Was ist eigentlich Carbon?" - Mit dem Wissensfilm sollen schon die Jüngsten an die Faserverbundtechnologie herangeführt werden. © MAI Carbon




Film unter: http://www.youtube.com/watch?v=JtRxKqatBfk&feature=youtu.be


Um CFK fit für den Maschinenbau zu machen, gilt es, mechanische Kennwerte und das Verhalten des Materials bei der Auslagerung in aggressiven Medien zu untersuchen. AMU Augsburg

Um CFK fit für den Maschinenbau zu machen, gilt es, mechanische Kennwerte und das Verhalten des Materials bei der Auslagerung in aggressiven Medien zu untersuchen. © AMU Augsburg