XFK-Feder mit variabler Faserkombination
Federn aus Fasern und Kunstoff erhöhen die Energieaufnahmefähigkeit
Aussteller
Standort
Halle 11, Stand B06
Beschreibung
Federn kommen dort zum Einsatz, wo Bauteile Lasten übertragen, und dennoch Elastizität zulassen sollen. Im Feder-Hochleistungsbereich der Automobil-, Robotik- oder Luft- und Raumfahrtbranche sind hohe Festigkeit, gutes Ermüdungsverhalten, Korrosionsbeständigkeit und Leichtigkeit gefragt. Gängige Stahlfedern kommen hier an ihre Grenzen. Als bessere Alternative bieten sich Federn aus faserverstärkten Kunststoffen an. Sie bestehen aus zwei Grundkomponenten: den Fasern, die die Energie aufnehmen, und einer Kunststoffmatrix, welche die Fasern als formgebendes Element umschließt. Forschende des KIT haben eine Optimierungsmethode für den Lagenaufbau und die Faserorientierung innerhalb des Faser-Kunststoff-Verbunds entwickelt. Dabei werden erstmals in ein und derselben Feder verschiedene Faserarten kombiniert. Das X in der Bezeichnung XFK-Federn steht für diese Faservariable, bei der sich auch die Faserkonzentration und -ausrichtung innerhalb des Verbunds variieren lassen. Die Fasern werden so angeordnet, dass über den Belastungsquerschnitt eine optimale Auslastung der Fasern stattfindet. Auf diese Weise kommt die Stärke des jeweiligen Materials innerhalb der Feder durchgängig zur Geltung und die Spannungsverteilung wird homogenisiert. XFK-Federn können mehr Energie pro Federlänge speichern oder aber Federlänge wird eingespart. Der Wirkungsgrad der Feder erhöht sich bei gleichzeitig weniger Gewicht. Neue Federformen werden möglich, was zudem die Funktionsintegration vereinfacht. Mit dem gezielten Lagenaufbau konnte das Entwicklungsteam bereits eine Steigerung der Arbeitsaufnahmefähigkeit um 35 Prozent bei gleichzeitiger Gewichtsreduktion um 65 Prozent bezogen auf die rechnerischen Werte einer Stahlfeder bei dynamischer Auslegung nachweisen.
Zu dieser Technologie erhalten Sie am Stand des KIT einen Überblick. Tiefergehende Informationen können im Anschluss an die Messe individuell im Kontakt mit den zuständigen wissenschaftlichen Beschäftigten des KIT ausgetauscht werden.
Kontakt
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
- Kaiserstr. 12
- 76131 Karlsruhe
- Deutschland
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