Aktuelles Förderprojekt

Härtungs- und Pyrolyseprozesse für Polysilanbasierte Siliziumcarbidfasern

Motivation

© Fraunhofer-Zentrum HTL
Spulen mit SiC-Fasern

Die Verwendung von SiC-Fasern in CMCs für Flugzeugtriebwerke ist essentiell, um die von ACARE festgelegten Emissionsziele zu erreichen. Auch für stationäre Gasturbinen sind diese Komponenten notwendig. Europäische Unternehmen sind wegen der fehlenden Versorgungssicherheit mit SiC-Fasern, die nur in den USA und Asien produziert werden, benachteiligt. BJS Ceramics GmbH schließet diese Lücke. In den letzten 10 Jahren hat BJS Ceramics GmbH einen neuen Prozess zur Herstellung von SiC-Fasern entwickelt, der Polysilane (PS) anstelle von Polycarbosilanen (PCS) verwendet. Seit 2019 wird das Verfahren im industriellen Pilotmaßstab in der Faser-Pilot-Anlage (FPA) am Fraunhofer-Zentrum HTL in Bayreuth hochskaliert.

Zielsetzung

Ofen zur Härtung der Grünfasern
© Fraunhofer-Zentrum HTL
Härtungsofen

Mit SiC-Fasern aus der FPA soll ein hochwertiger Werkstoff für High-Tech-Anwendungen entwickelt werden, der derzeit in Europa fehlt. Diese Fasern sind besonders für den Einsatz in anspruchsvollen technologischen Bereichen wie der Luft- und Raumfahrt sowie der Energieerzeugung von großer Bedeutung. Bayerische Firmen könnten durch die Entwicklung und Produktion dieser innovativen Materialien eine Vorreiterrolle einnehmen und signifikante Wettbewerbsvorteile erlangen. Durch die industrielle Umsetzung dieses Projektes werden nicht nur neue Arbeitsplätze geschaffen, sondern auch bestehende gesichert. SiC-Fasern sind strategisch wichtig für die Herstellung zukünftiger Fluggasturbinen und Wasserstoff-Gasturbinen, was die Wettbewerbsfähigkeit und den Wertschöpfungsanteil bayerischer Hersteller erheblich stärkt.

Lösungsweg

Im Fokus der Optimierungsarbeiten stehen die Härtung und Pyrolyse zur Herstellung von PS-basierten SiC-Fasern. Diese Prozesse sind entscheidend, um die gewünschten Materialeigenschaften und die hohe Qualität der Fasern zu gewährleisten. Die spezifischen Ziele des Projektes umfassen:

  • Erhöhung der Durchlaufzeiten unter Beibehaltung höchster Faserqualitäten und industriell üblichen Ausschußraten
    • Optimierung der Härtungsprozesse
    • Effizienzsteigerung in der Pyrolyse
    • Beibehaltung höchster Faserqualitäten
  • Erhöhung des Automatisierungsgrades
    • Einführung automatisierter Überwachungs- und Steuerungssysteme

Projektdaten

Projektlaufzeit 01.11.2023 bis 31.10.2025
Förderung Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie
Fördersumme HTL 200.000 Euro
Projektpartner BJS Ceramics, Fraunhofer-Zentrum HTL
Projektkoordination BJS Ceramics
Projektleitung am HTL Peter Vierhaus