Im Blickpunkt

Textil und Kunststoff – eine nachhaltige Verbindung mit Zukunft

Seit fünf Jahren entwickeln Dr. Frank Helbig und sein Team im Rahmen des InnoProfile-Projekts „PaFaTherm“ an der TU Chemnitz neuartige Verbundbauteile. Sie bestehen aus Kunststoffen, die mit technischen Textilien verstärkt und im Spritzgießverfahren hergestellt werden. Mit seiner Forschung war Helbig so erfolgreich, dass er seine Arbeit nun als Inhaber der Stiftungsprofessur im InnoProfile-Transfer-Projekt „PaFaTherm II“ fortsetzen wird.

Im Forschungsprojekt „Fortis Saxonia“ haben Studenten der TU Chemnitz dieses Zukunftsauto in Leichtbauweise entwickelt. Es enthält Bauteile aus Faser-Kunststoff-Verbunden. (Bild: Fortis-Saxonia e.V.)

"Textil ist Kultur und Kunststoff ist Moderne, ist Rationalisierung!“ ruft Frank Helbig in die Runde aus Unternehmensvertretern, Professoren und Gästen, die zum feierlichen Start der Stiftungsprofessur gekommen sind. Acht mittelständische und zwei große Unternehmen haben die Professur ermöglicht. Dazu gehören die Chemnitzer Traditionsfirma Karl Mayer MALIMO Textilmaschinenfabrik GmbH, aber auch die East4D GmbH, die sich mit modernen Leichtbaumaterialien aus Carbonfasern beschäftigt und überregionale Unternehmen wie die Krauss Maffei Technologies GmbH, die Maschinen zur Kunststoffverarbeitung produziert.

Die Stifter repräsentieren genau das Spektrum, in dem sich Helbigs Forschung bewegt – zwischen traditionell gewachsener Herstellung technischer Textilien und moderner Kunststoffverarbeitung. Sein Ziel für die nächsten fünf Jahre ist es, das Potenzial neuer Faser-Kunststoff-Verbunde zu erschließen und zu nutzen: radikale Gewichtsreduzierung bei gleichzeitiger Großserientauglichkeit für leistungsfähige, tragende Bauteile in neuem Design.

Von der Idee zur Anwendung

Das Projekthaus „MeTeOr“, in dem die Festveranstaltung stattfindet, ist das beste Beispiel dafür. Die futuristisch anmutende halbrunde Fassade besteht aus glasfaserverstärktem Kunststoff. Sie wurde an der TU Chemnitz gemeinsam mit einem der Chemnitzer Stifterunternehmen, der FIBER TECH Group, entwickelt. Selbst bei der Deutschen Bahn könnte künftig ein Forschungsprodukt der Chemnitzer zum Einsatz kommen: eine Anhängerkupplung aus Leichtmetall mit Textil-Kunststoff-Verbundwerkstoffen. Im Vergleich zur momentan eingesetzten Kupplung aus Stahl ist das Gewicht um mehr als die Hälfte reduziert, von 42 auf 19 Kilogramm. Für die Bahnmitarbeiter, die eine solche Anhängerkupplung im Havariefall montieren müssen, um die Lok abzuschleppen, wäre das eine große Erleichterung.

Die futuristische Fassade des Projekthauses „MeTeOr“ der TU Chemnitz verdankt ihre ungewöhnliche Form einem neuartigen glasfaserverstärkten Kunststoff.

Attestierte Exzellenz in Chemnitz

Um Faserverbundwerkstoffe in Großserie produzieren zu können, haben Frank Helbig und sein Team Technologien aus der Kunststoffherstellung weiterentwickelt. So ist es ihnen gelungen, das weltweit erste Spritzgusswerkzeug zur Direktimprägnierung trockener Textilien zu entwickeln und erfolgreich einzusetzen. Damit werden Kunststoffbauteile in höher beanspruchten Bereichen gezielt mit Textilien verstärkt und dadurch leistungsfähiger. Das ist insbesondere für effiziente Leichtbauweisen im Fahrzeug-, Geräte- und Maschinenbau interessant. Um solche Verfahren in die Serienproduktion zu bringen, sollen die Herstellungsprozesse von Kunststoffen und Textilien vereint werden. Gelingt das, würden künftig enorme Kosten gespart. Genau das ist auch das Ziel des gerade bewilligten Exzellenzclusters „MERGE“ an der TU Chemnitz. Deshalb wird Frank Helbig seine Expertise dort mit einbringen. „MERGE“ steht für „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen“. Bisher getrennte Fertigungsprozesse bei der Verarbeitung von Textilien, Kunststoffen und Metallen sollen zusammengeführt werden.

Die Stifter sind begeistert von der Arbeit Helbigs und seiner Kollegen. „Das Forschungs-Know-how an der TU Chemnitz ist nicht mit Geld zu bezahlen“, findet Jens Liebhold von der Krauss Maffei Technologies GmbH, „deshalb haben wir auch nicht gezögert, uns an der Stiftungsprofessur zu beteiligen.“ Das motiviert auch Frank Helbig, in den nächsten fünf Jahren zu nachhaltigen Ergebnissen für den energieeffizienten und ressourcenschonenden Strukturleichtbau zu kommen.

 

Weitere Informationen zur InnoProfile-Transfer-Initiative "PaFaTherm II" finden Sie hier.

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