Projekt „Plasmahybrid“ entwickelt neuen Carbonfaserwerkstoff

Quelle: HAWK

Zentrales Innovationprogramm Mittelstand fördert unter Federführung der HAWK.

Erscheinungsdatum: 26.10.2020

Das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) fördert seit Oktober ein gemeinsames Projekt der HAWK am Standort Göttingen mit der RWTH Aachen und den Firmen Tigres GmbH und Ecocoat GmbH mit 750 000 Euro. Im Projekt „Plasmahybrid“ der Arbeitsgruppe Plasmatechnologie um Prof. Dr. Wolfgang Viöl wird ein aufschmelz- und umformbarer Carbonfaserwerkstoff mittels Kaltplasmaspritzen hergestellt. Dabei wird ein Thermoplastpolymer (ein schmelzbarer Kunststoff, der die Fasern im Verbund zusammenhält) mit einer Plasmadüse direkt auf die Fasern gebracht.

„Anwendungen der Technologie sehen wir zum Beispiel im Bereich der E-Mobilität sowie bei Sportgeräten aus Carbon.“, so Viöl, Projektleiter und Vizepräsident für Forschung und Transfer der HAWK.

Klassische Carbonfaserwerkstoffe im Verbund mit Epoxidharzen sind bereits im Leichtbau etabliert und besonders aus Sportgeräten wie Rennrädern bekannt. Carbonteile sind jedoch wegen ihres komplizierten Herstellungsprozesses noch sehr teuer und oft ein Luxusprodukt. Thermoplast-beschichtete Carbonfasern sollen die Herstellung vereinfachen. „Das Ziel ist es, eine biegsame Matte auszuliefern, die nach Belieben drapiert werden kann. Um das Bauteil auszuhärten muss es nur noch auf 180°C erwärmt werden“, so Ann-Kathrin Kirschner, Mitarbeiterin im Projekt. „So können Carbonfahrräder günstiger und E-Autos leichter werden.“

Kaltplasmaspritzen ist eine Methode, mit der auch empfindliche und schwer zu benetzende Materialien wie beispielsweise PTFE (auch als Teflon® bekannt) beschichtet werden können. Die Beschichtung wird dabei über eine Plasmadüse aufgebracht, die sowohl Partikel als auch die zu beschichtende Oberfläche chemisch aktiviert, sodass sich beide Materialien fest miteinander verbinden. Die Temperatur in der Plasmadüse kann angepasst werden, sodass sowohl Beschichtungen mit Polymeren, als auch mit Metallen oder Keramik möglich sind.

Das ZIM des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie fördert die Kooperation von Hochschulen mit kleinen und mittelständischen Unternehmen bei Wissenschaft und Innovation. Im Rahmen des Projekts „Plasmahybrid“ wird gemeinsam mit den Wirtschaftspartnern Tigres GmbH und Ecocoat GmbH eine Produktionsanlage für die kontinuierliche Plasmabeschichtung von Carbonfasern entwickelt und gebaut.

Kontakt:

Prof. Dr. Wolfgang Viöl , HAWK-Vizepräsident und Projektleiter im Projekt "Plasmahybrid" der Arbeitsgruppe Plasmatechnologie

Fakultät Ingenieurwissenschaften und Gesundheit