Werkstoffe 08.05.2017 2 Bewertung(en) Rating

Kupferbeschichtung für Kohlenstofffasern

Eine galvanisch aufgebrachte Kupferschicht erweitert den Einsatzbereich von Kohlenstofffasern deutlich und bietet Vorteile bei elektromagnetischer Schirmung, Blitzschutz, thermischer und elektrischer Leitfähigkeit sowie hinsichtlich der Haftvermittlung in hybriden Werkstoffen. Dem Startup "Inca-Fiber" der TU Chemnitz ist es jetzt gelungen, das bislang von Handarbeit geprägte Verfahren für den industriellen Einsatz nutzbar zu machen.

In den letzten Wochen ist es den Chemnitzer Forschern gelungen, die positiven Ergebnisse der Laborversuche erfolgreich auf eine eigens entwickelte, semi-industrielle Pilotanlage zu übertragen. Dadurch können mit rund 700 kg pro Jahr erstmals ausreichend große Mengen an Kohlenstoff-Fasern bereitgestellt werden, um potentielle Kunden für Forschungs- und Entwicklungsarbeiten mit metallisierten Fasern zu beliefern und in deren Prozesskette zu integrieren.

Nachdem die technologische Hürde für eine wirtschaftliche Produktion überwunden ist, soll in den kommenden Monaten der Durchsatz der Anlage mit Fokus auf die Anforderungen des Marktes angepasst werden. Neben Unternehmen wie Airbus gehören auch die Fraunhofer-Gesellschaft, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie namhafte Firmen aus der Automobilindustrie zu den Geschäftspartnern.

 - Prof. Dr. Thomas Lampke (l.), Dr. Falko Böttger-Hiller (m) und Roy Morgenstern an der rund 25 m langen Pilotanlage zur Kupferbeschichtung von endlosen Kohlenstofffasern
Prof. Dr. Thomas Lampke (l.), Dr. Falko Böttger-Hiller (m) und Roy Morgenstern an der rund 25 m langen Pilotanlage zur Kupferbeschichtung von endlosen Kohlenstofffasern
TU Chemnitz/Thomas Grund

Um die elektrische und die thermische Leitfähigkeit, die Fügefähigkeit sowie die haftvermittelnde Wirkung von Kohlenstofffasern zu erhöhen und dadurch Anwendungen wie zum Beispiel Blitzschutz in Rotorblättern zu ermöglichen, waren aufwändige Grundlagenuntersuchungen in einem interdisziplinären Team aus jungen Wissenschaftlern rund um die Galvano- und Oberflächentechnik voraus gegangen. Insbesondere an der Elektrolytentwicklung und der Prozessautomatisierung wurde viel geforscht, bis eine homogene Beschichtung auf jeder Faser eines Bündels, bestehend aus bis zu 12.000 Fasern, metallisiert werden konnte.

Dieser Erfolg wurde im Jahr 2013 mit dem Nachwuchsförderpreis der Deutschen Gesellschaft für Galvano- und Oberflächentechnik (DGO) gewürdigt. Im Juli 2015 begann der Transfer dieser Forschungsarbeiten in ein wirtschaftlich tragfähiges Konzept, unterstützt durch die Bewilligung einer EXIST-Forschungsförderung durch das Bundeswirtschaftsministerium (BMWi) und den Europäischen Sozialfonds (ESF).

Einen aktuellen Einblick in die Ergebnisse des Technologietransfers geben die Chemnitzer Gründer am 17. Mai 2017 beim Ulmer Gespräch, dem Forum für Oberflächentechnik der Deutschen Gesellschaft für Galvano- und Oberflächentechnik e. V. (DGO). "Die Entwicklung der Inca-Fiber GmbH als wirtschaftlich tätiges Unternehmen aus den Ansätzen der eigenen Forschung zu verfolgen, ist für alle Beteiligten eine große Bestätigung und unterstreicht die Innovationskraft der Grundlagenforschung an der TU Chemnitz", freut sich Prof. Dr. Thomas Lampke, Inhaber der Professur Professur Werkstoff- und Oberflächentechnik, der die Gründer von Anfang an als Mentor begleitet.

"Nachdem wir zu Beginn unserer Entwicklungsarbeiten lediglich sieben Zentimeter lange Faserstücke sehr aufwändig beschichtet haben, sind wir nun sehr stolz, in einer kontinuierlich arbeitenden 25 Meter langen Anlage endlos Fasern beschichten zu können", erklärt Dr. Falko Böttger-Hiller, einer der zwei Geschäftsführer der Inca-Fiber GmbH und Absolvent der TU Chemnitz. Er ergänzt: "Wir werden uns zukünftig auf die wirtschaftliche Umsetzung des Verfahrens mit Kupfer konzentrieren".

gk

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