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Forschung aus Kärnten - FHHolz hilft dem Leichtbau auf die Sprünge

Immer öfter setzen Techniker auf leichte Bauteile aus Naturfaserwerkstoffen. Noch sind aber einige Probleme zu lösen.

Holz hat dank seiner Struktur hervorragende Brucheigenschaften. Forscher wollen diese für Leichtbaumaterialien, etwa im Autobau, kopieren
Holz hat dank seiner Struktur hervorragende Brucheigenschaften. Forscher wollen diese für Leichtbaumaterialien, etwa im Autobau, kopieren © Fotolia/nounours1
 

Eigentlich ist die Idee genial: Stoffe aus der Natur für die Verstärkung von Bauteilen zu verwenden, um Ressourcen zu schonen und CO2 zu sparen. Naturfaser-Verbundwerkstoffe (NFK) sind leicht und stabil – aber eben auch empfindlich, wenn sie mit Wasser in Kontakt kommen. Die Naturfasern können faulen oder schimmeln, was die Teile beschädigt. Forscher suchen daher Wege, das zu verhindern – und finden dabei die Anleitung wiederum in der Natur.

„Wir nehmen uns Holz als Vorbild. Wenn man das genau anschaut, sieht man, dass es mit kleinen Wasseradern durchzogen ist, die man als mikrovaskuläre Kanäle bezeichnet. Die versuchen wir, in unseren Materialien nachzubauen“, sagt Franz Oswald Riemelmoser. Der Materialwissenschaftler leitet das FH-Projektteam „Smarter Leichtbau 4.0“. Die mikroskopisch kleinen Kanäle, die er in den Werkstoff einbaut, führen nicht nur Wasser ab, sondern wirken sich auch positiv auf die Bruchenergie des Materials aus – ein wichtiger Sicherheitsaspekt. „Gerade im Automobilbau ist das ein großes Thema. Wenn es zu Unfällen kommt, darf das Material nicht zu stark splittern“, sagt Riemelmoser.

Das im Projekt entwickelte Material, das auf Flachsfasern basiert, wird aber noch mehr können: Nämlich seinen „Gesundheitszustand“ mitteilen. Daran arbeitet ein weiterer Projektpartner, das Forschungsinstitut Carinthian Tech Research. Dort werden Sensoren entwickelt, die im Material eingewoben werden und melden können, wenn sich zu viel Feuchtigkeit im Inneren ansammelt oder zu hohe Belastung auf das Bauteil einwirkt. „Das ist wie ein Nervensystem mit Schmerzrezeptoren, das an jeder Stelle die Belastung anzeigt und meldet, wenn etwas ausgetauscht werden muss“, sagt Riemelmoser.

Parallel zur technischen Entwicklung wird im Projekt auch gleich die Vermarktung mitgedacht. Zwei Experten der FH überlegen schon während der Forschungsphase, wie die Innovation in ein Geschäftsmodell verwandelt werden kann. Riemelmoser: „Das Ziel ist, möglichst schnell ein vollständiges Produkt zu präsentieren und auf dem Markt zu reüssieren.“

Projektinfos

Smarter Leichtbau ist das Thema dieser Kooperation von FH Kärnten, WOOD Carinthian Competence Center und CTR. Seit Feber 2018 wird gemeinsam gearbeitet, auf drei Jahre ist das Projekt angelegt. Unterstützung kommt vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE).

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