Härter als Stahl - leichter als Aluminium

Am 31.03.2011 besuchte uns nach einer Einladung unserer Chemie-GK Lehrerin, Frau Fingerhuth-Spindler, der Herr Prof. Dr. –Ing. habil.  Nowack.

Er, als ehemaliger Professor für Maschinenbau und Werkstofftechnik an der Universität Duisburg, referierte in unserem Kurs der Stufe 13 über die Herstellung und Verwendung der Faserverbundwerkstoffe(FVW), speziell in der Luft-,aber auch in der Raumfahrt.

Da wir zuvor eine Referatsreihe über „Kunststoffe“ hörten, war dies ein perfekter und interessanter Sachbezug zum vorher theoretisch Erarbeiteten.

Als erstes stellte uns Professor Nowack die FVW und deren Verwendungszwecke vor und erklärte uns, dass diese vor allem in der Luftfahrt ihre Verwendung finden. Als Beispiel nannte er uns den „Boeing Dreamliner 787“, an dem die relativ neue Technik der FVW umfassend genutzt wird.

Interessant war, dass der Grundstoff zum Bau eines Flugzeuges bisher zu ca. 70% Aluminium war und dieser Anteil heutzutage fast komplett durch FVW ersetzt wird.

Der Grund dafür liege, laut Professor Nowack, darin, dass die FVW in der heutigen Zeit durch ihre niedrige Dichte, Leichtigkeit, Flexibilität und Wartungsfreundlichkeit auf längere Frist gesehen eine hohe Rentabilität mit sich bringen.

Die Anschaffungspreise der FVW im Vergleich mit einem Metall wie Aluminium, sind zwar höher, doch auf längere Sicht haben sie den Vorteil, dass durch vorher genannte Faktoren, (erheblich?) Treibstoff eingespart werden kann.

Großflugzeuge, wie der Airbus A380 wurden durch diese Verbundfasertechnik bereits leichter, schneller, sicherer, ökologisch verträglicher und kostengünstiger. 

Airbus  entwickelt derzeit ebenfalls ein Flugzeug aus FVW, den A 350 XWB, der 2013 fertig gestellt und noch wirtschaftlicher als die Boeing 787 sein soll.

FVW haben neben ihren nur wenige Mikrometer dicken Fasern eine Matrix, die diese umhüllt und die Fasern stützt und schützt.

Fehlerfrei sind die FVW aber auch für den begeisterten Professor nicht, da beispielsweiße eine 100% parallel zur Kraftwirkung verlaufende Anordnung der Fasern technisch nie realisierbar sei. Und ein kritischer Punkt sei auch, dass das Matrixmaterial nie gleichmäßig verteilt ist. Als Resultat sei der Werkstoff schwerer und gewährleistet nicht überall einen absolut ausreichenden Halt.

Herr Professor Nowack, erklärte, dass er sich hobbymäßig sehr viel mit Flugzeugen und dieser Materie befasst und früher in dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) tätig war.

Dies wurde mehrmals während des Vortrags deutlich und weckte zunehmend unser Interesse, da er  den Vortrag, der an eine Universitätsvorlesung erinnerte, mit vielen Hintergrundinformationen und Bildern spannender und informativer gestalteter.

Es wurde deutlich, dass durch den Einsatz der Kohlenstofffaser-Verbundwerkstoffe die Strukturmasse wesentlich verringert wird, und die „Gebrauchseigenschaften“ (Belastbarkeit, Ermüdungsfestigkeit, Wartungsfreundlichkeit und die Feuerbeständigkeit) verbessert werden.

In der Zukunft, prognostiziert Herr Nowack, werden FVW kaum oder gar nicht mehr ersetzbar sein, da auf Grund der vielen mit ihnen verbundenen positiven Aspekten die Verwendung auf längere Zeit betrachtet viel rentabler ist als die der Metalle.

Michaela Müller, Abiturjahrgang 2011

Zurück