Federherstellung aus leichten Faserwerkstoffen

18. November 2013, 15:12
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Prozess an TU Wien entwickelt, in dem Stahl durch Karbonfaser-Kunststoff-Verbund ersetzt wird

Wien - Federn sind allgegenwärtig - zum Beispiel in Messgeräten, Armbanduhren und Autos. Hergestellt werden sie meist aus Stahl, weil für die leichteren Karbonfaser-Kunststoff-Verbunde Herstellungsverfahren für kompliziertere spiralförmige oder schraubenförmige Formen fehlten. Forschern der Technischen Universität (TU) Wien ist es nun in Zusammenarbeit mit der Wiener Federnfabrik Tmej gelungen, einen Prozess zu entwickeln, der die Herstellung aller wichtigen Federarten aus Faser-Kunststoff erlaubt, teilte die Uni am Montag mit.

Erste Spiralfedern aus dem Faserverbundwerkstoff konnten 100.000 Belastungszyklen unbeschadet überstehen. "Wir haben den Versuch dann abgebrochen - die Federn zeigten überhaupt keine Ermüdung und hätten sicher noch eine viel größere Zahl von Belastungen ausgehalten", so Richard Zemann vom Institut für Fertigungstechnik und Hochleistungslasertechnik der TU Wien. Der Herstellungsprozess soll nun noch für die Serienanwendung verbessert werden.

Materialvorteile

Die Federn werden aus extrem belastbaren Karbonfasern hergestellt, die in eine Matrix, zum Beispiel Epoxidharz, eingebettet werden, damit die Fasern in Form bleiben. Die vom Wiener Forschungsteam verwendeten Filamente sind nur einige Mikrometer dick, doch ihre Länge kann in die Kilometer gehen. Bündelt man diese dünnen Fasern, erhält man eine leichte, aber extrem steife Struktur. Derzeit wird noch an der Verbesserung der Matrix gearbeitet, da sie unter oftmaliger Belastung (der Feder) irgendwann doch geringfügig ihre Form ändern könnte.

Die neuartigen Federn sind nicht nur äußerst korrosions- und chemikalienbeständig, der entscheidende Vorteil ist die Gewichtsersparnis. Bei gleicher Steifigkeit reduziert sich laut TU die Masse um siebzig bis achtzig Prozent verglichen mit herkömmlichen Stahlfedern. Dies wäre nicht nur für die Automobilindustrie, sondern auch im Luft- und Raumfahrtbereich interessant.

Der Wissenschafter erwartet, dass sich die Karbonfaser-Verbund-Federn zunächst im gehobenen Marktsegment durchsetzen. Es sei aber Ziel, dass die neue Technologie auch in Massenprodukten verwendet wird. (APA/red, derStandard.at, 18.11.2013)

  • An der TU Wien wurden Herstellungsprozesse für Federarten aus Faser-Kunststoff entwickelt (im Bild eine Spiralfeder).
    foto: tu wien

    An der TU Wien wurden Herstellungsprozesse für Federarten aus Faser-Kunststoff entwickelt (im Bild eine Spiralfeder).

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