Carl-Zeiss-Stiftung fördert intelligente Naturfaserverbundwerkstoffe an der Hochschule Trier mit 1 Million Euro

Kernstück des proTRon EVOLUTION: Die Fahrgastzelle aus naturfaserverstärktem Kunststoff

Entwicklung ultraleichter und umweltfreundlicher Konstruktionsbauteile
Naturfaserverbundwerkstoffe werden schon länger im Automobilbereich, etwa zur Dämmung und Schallabsorption, eingesetzt. Neue Erkenntnisse in der Erforschung der Materialeigenschaften ermöglichen den Einsatz dieser Verbundmaterialien auch als tragende Elemente in Konstruktionen. Dadurch verhelfen sie z.B. im Fahrzeugbau zu einer besonders leichten und damit energieeffizienten und umweltfreundlichen Bauweise und Herstellung.

Bündelung von umfangreichem Know-how der Hochschule Trier
Das Projekt bündelt das über Jahre gesammelte Know-how unterschiedlicher Bereiche an der Hochschule Trier und ermöglicht neue innovative Ansätze. Zentrale Pilotanwendung wird die Entwicklung von stark beanspruchten Struktur- und Karosserieteilen für hocheffiziente Fahrzeuge sein.

Projekt proTRon
Im Projekt proTRon hat die Hochschule Trier unter der Leitung der Professoren Dr. Hartmut Zoppke und Dr. Matthias Scherer seit mehr als 13 Jahren Erfahrung in diesem Bereich gesammelt. Im Rahmen der Entwicklung hocheffizienter Nahverkehrsfahrzeuge wurde auch umfangreiches Know-how zur Crash-Sicherheit von Fahrzeugbauteilen aus naturfaserverstärkten Kunststoffen (NfK) aufgebaut. Dieses Wissen fließt zusammen mit der Forschungsarbeit der Arbeitsgruppe um Professor Dr. Peter König im Bereich der Fahrzeugsicherheit in das neue Projekt ein. Die notwendige Simulation des Verhaltens der Bauteile aus NfK, aber auch der Sensormaterialien, betreut der neuberufene Professor Dr. Alexander Wohlers.

Optische Messverfahren zur Detektion von Fehlstellen und Defekten
Verbundmaterialien entwickeln bei Belastungen oft Vorschädigungen im Inneren des Materials, die von außen nicht direkt erkannt werden können. Professor Dr. Michael Schuth arbeitet mit seinem Team des Technikums OGKB für optische Messtechnik, Gerätebau, Konstruktion und Bauteiloptimierung an der Detektion von Fehlstellen und Defekten in der Struktur. Die Arbeitsgruppe um Schuth hat sich unter anderem auf die zerstörungsfreie optische Analyse von inneren Schäden in Materialien spezialisiert. Mit optischen Messverfahren können die neu zu entwickelnden Naturfaserverbundwerkstoffe im Labor genauestens untersucht und Verformungen unter Belastung analysiert werden.

Integration intelligenter Sensorelemente
Die besondere Innovation des Projekts liegt in der Integration intelligenter Sensorelemente, die eine kontinuierliche Überwachung der Bauteile während ihres Betriebs gewährleisten. Hier kommen die Erkenntnisse aus dem Labor für angewandte Produktionstechnik von Professor Dr. Armin Wittmann zum Einsatz. Zusammen mit seinem Team hat er eine Methode entwickelt, die es ermöglicht, den Alterungszustand von elektrischen Leitungen im Betrieb zu vermessen. Entsprechend angepasste Leitungselemente sollen als Sensoren in die Naturfaserverbundwerkstoffe integriert werden, um das Alterungsverhalten des gesamten Naturfaserverbundbauteils zu bewerten. Die dafür erforderliche hochfrequente Messtechnik entwickelt die Arbeitsgruppe von Professor Dr. Andreas Diewald im Labor für Radartechnologie und optische Systeme.

Kompetente Partner
Die Gesamtleitung des Forschungsprojekts hat der Prodekan des Fachbereichs Technik Professor Dr. Klaus Peter Koch inne. Wissenschaftliche Kooperationspartner sind Professor Dr. Georg Fischer vom Lehrstuhl für Technische Elektronik und Professor Dr. Dirk Schubert vom Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften an der Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg sowie Professorin Dr. Ute Rabe vom Lehrstuhl für Leichtbausysteme an der Universität des Saarlandes. Im Rahmen dieser Kooperationen werden Promotionsarbeiten im Projekt betreut. Professor Dr. Oliver Türk ist als Experte für nachwachsende Rohstoffe der technischen Hochschule Bingen ebenfalls als wissenschaftlicher Kooperationspartner in das Projekt integriert.

Um den Transfer der Forschungsergebnisse in die industrielle Anwendung zu gewährleisten, konnten auch Industrieunternehmen mit Erfahrungen im Bereich der Verbundwerkstoffe als Projektpartner gewonnen werden.

Beitrag zur Reduktion von CO₂
Das neue Forschungsvorhaben soll als Basis für weitere Projekte dienen, um die entwickelte Technologie in einem breiten Bereich von Anwendungen einsetzen zu können. Durch das Vorantreiben ultraleichter Bauteile hoffen die Wissenschaftler, einen Beitrag zur Reduzierung von Treibhausgasen liefern zu können.

_{Über die Carl-Zeiss-Stiftung
Die Carl-Zeiss-Stiftung hat sich zum Ziel gesetzt, Freiräume für wissenschaftliche Durchbrüche zu schaffen. Als Partner exzellenter Wissenschaft unterstützt sie sowohl Grundlagenforschung als auch anwendungsorientierte Forschung und Lehre in den MINT-Fachbereichen (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik). 1889 von dem Physiker und Mathematiker Ernst Abbe gegründet, ist die Carl-Zeiss-Stiftung die älteste private wissenschaftsfördernde Stiftung in Deutschland. Sie ist alleinige Eigentümerin der Carl Zeiss AG und SCHOTT AG. Ihre Projekte werden aus den Dividendenausschüttungen der beiden Stiftungsunternehmen finanziert.}

_{About the Carl Zeiss Foundation
The Carl Zeiss Foundation’s mission is to create an open environment for scientific breakthroughs. As a partner of excellence in science, it supports basic research as well as applied sciences in the MINT subject areas (mathematics, information technology, natural sciences and technical disciplines). Founded in 1889 by the physicist and mathematician Ernst Abbe, the Carl Zeiss Foundation is the oldest private science funding institution in Germany. It is the sole owner of Carl Zeiss AG and SCHOTT AG. Its projects are financed from the dividend distributions of the two foundation companies.}

Fertigung des Dachmoduls für den proTRon EVOLUTION aus naturfaserverstärktem Kunststoff