Fraunhofer ISC, Zentrum für Hochtemperatur-Leichtbau HTL, BayreuthMit seinem Anwendungszentrum für Textile Faserkeramiken TFK arbeitet das Fraunhofer-Zentrum HTL an der Entwicklung kostengünstiger und serientauglicher textiler Herstellungsverfahren für anorganische Fasern. Typische Materialien sind Siliziumcarbid-, Mullit-, Basalt-, Kohlenstoff-, Metall- und Glasfasern. Ähnlich wie bei der additiven Fertigung werden mit den textilen Verfahren 2D- und 3D-Strukturen endkonturnah und materialeffizient hergestellt. Montageschritte können eingespart werden, indem unterschiedliche Komponenten in einer textilen Preform integriert werden (vgl. Projekt AirFox). Die zellularen Strukturen werden lastgerecht ausgelegt. Unter anderem können auch Smart Textiles und auxetische Strukturen hergestellt werden. Mit den textilen Strukturen werden neue Leichtbau-Anwendungen z.B. in der Luft- und Raumfahrt, Wärmetechnik und Automobilindustrie erschlossen (vgl. Ceramic Matrix Composites CMC).
Forschungsschwerpunkte
© Fraunhofer-Zentrum HTL
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Textile Faserverarbeitung
Am TFK stehen zahlreiche textile Verfahren zum Weben, Flechten, Stricken, Wirken und zur Vliesherstellung zur Verfügung. Hervorzuheben sind eine neuartige Doppelgreiferwebmaschine für Abstandsgewebe mit Einzelfadensteuerung sowie ein Variationsflechter mit 24 pneumatischen Schaltweichen. Auch ein Radialflechter mit einem maximalen Flechtaugendurchmesser von 800 mm ist vorhanden. Beim Wirken beträgt die maximale Breite 1 m. Wirkstrukturen werden u.a. für Weltraumreflektoren entwickelt.
Textile Strukturen aus keramischen Verstärkungsfasern sind ein wesentlicher Bestandteil von keramischen Verbundwerkstoffen (CMC). Sie tragen zu deren Bruchzähigkeit, Impactverhalten sowie Korrosions-, Verschleiß- und Thermoschockbeständigkeit bei. Damit verbunden ist ein enorm verbessertes Leichtbaupotenzial bei hohen Einsatztemperaturen.
Leistungsangebot
- Entwicklung von textilen Verarbeitungsverfahren für Fasern aus Keramiken, Metallen und Gläsern
- Modifikation von Faseroberflächen (Schlichten, Beschichtungen)
- Herstellung von textilen Halbzeugen mittels Weben, Flechten, Stricken, Wirken und Vliesverfahren
- Prüfung von Fasern, textilen Strukturen und Verbunden
Weiterführende Veröffentlichungen:
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Fraunhofer-Forschungsbereich Textil
Das Fraunhofer-Zentrum für Hochtemperatur-Leichtbau HTL ist Mitglied und Ansprechpartner im Fraunhofer-Forschungsbereich Textil. Die Fraunhofer-Institute des Forschungsbereichs Textil haben sich zusammengeschlossen, um durch Bündelung von Einzelkompetenzen die gesamte textile Wertschöpfungskette von der Textilmaschine über Faserherstellung, Preform-/Halbzeugherstellung, Textilfunktionalisierung, Smart Textiles, Prozess- und Produktsimulation, Nachhaltigkeit - Ökobilanzierung und Recycling bis hin zu Faserverbundkomponenten abzubilden.