Aktuelles Förderprojekt

Herstellung neuer CMC für energieintensive Industrien durch einen mikrowellenunterstützten CVI-Prozess (CEM-WAVE)

Motivation

Laboranlage zur Applikation von nasschemischen Beschichtungen auf Keramikfasern
© Fraunhofer Zentrum HTL
Laboranlage zur Applikation von nasschemischen Beschichtungen auf Keramikfasern

Europa hat das Ziel, bis 2050 ein klimaneutraler Kontinent zu werden. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen erneuerbare Energien erforscht sowie energieeffiziente Prozesse und saubere CO2-arme Technologien bereitgestellt werden. Der Einsatz erneuerbarer Energien führt jedoch zu schwankenden Prozessbedingungen. In energieintensiven Industrien werden daher neue Materialien benötigt, die unter diesen veränderten Prozessbedingungen, wie z. B. sehr hohe Temperaturen oder Korrosion, einsetzbar sind. Ceramic Matrix Composites (CMC) stellen eine Werkstoffgruppe dar, die diesen extremen Anforderungen standhalten können.

Zielsetzung

Wickelmaschine zur Herstellung von CMC-Faserpreformen mittels Nasswickeltechnik
© Fraunhofer Zentrum HTL
Wickelmaschine zur Herstellung von CMC-Faserpreformen mittels Nasswickeltechnik
Gewickelte Funktionsmuster aus oxidi-schen und nicht-oxidischen CMC
© Fraunhofer-Zentrum HTL
Gewickelte Funktionsmuster aus oxidi-schen und nicht-oxidischen CMC

Ziel von CEM-WAVE ist die Entwicklung eines innovativen CMC-Herstellprozesses, der auf einem mikrowellenunterstützten CVI-Verfahren basiert. Dieser neue Prozess soll zu verbesserten Eigenschaften von CMC führen sowie die Herstellkosten drastisch senken und somit eine Anwendung in energieintensiven Branchen wie beispielsweise der Stahlindustrie erschließen. Im Projekt sollen neuartige CMC-Rohre hergestellt, mit Sensoren ausgestattet und in einem Strahlrohrofen validiert werden. Ziel der CMC-Werkstoffentwicklung ist die Herstellung von Composites mit einem schwachen Interface (WIC = Weak Interface Composites) sowie von CMC mit einer schwachen Matrix (WMC = Weak Matrix Composites).

 

Lösungsweg

Charakterisierung von faserverstärkten Rohren mittels Computertomographie
© Fraunhofer-Zentrum HTL
Charakterisierung von faserverstärkten Rohren mittels Computertomographie

Am HTL sollen keramische Faserpreformen für die Projektpartner hergestellt werden. Diese Arbeiten umfassen:

  • Nasschemische Faserbeschichtung von SiC-Fasern (ZMI, SA3, Hi-NicS) und oxidischen Fasern (N610 & N720) in einem kontinuierlichen Rolle-zu-Rolle-Prozess
  • 3D-Preformherstellung durch Nasswickeltechnik und Prepreg-Technologie mit beschichteten und unbeschichteten Keramikfasern
  • Charakterisierung und Qualitätsprüfung von porösen Faserpreformen mittels Computertomographie
  • Herstellung von geeigneten Faserpreformen für CVI-Mikrowelleninfiltration, Fügeversuche und Charakterisierung

 


Hier geht es zur Website des Projekts CEM-WAVE

Projektdaten

Projektlaufzeit 01.10.2020 - 31.03.2024
Zuwendungsgeber Europäische Kommission - Horizont 2020
Fördersumme HTL 464.000 Euro
Projektpartner Fraunhofer-Zentrum HTL
Università di Pisa (UNIPI)
Istituto per i Processi Chimico Fisici (IPCF-CNR)
Fricke und Mallah Microwave Technology GmbH (FM)
University of Birmingham (UOB)
Advanced Coating Solutions Ltd (ATL)
Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l'energie e lo sviluppo economico sostenibile (ENEA)
Centre national de la recherche scientifique (CNRS)
Steinbeis Advanced Risk Technologies Group GmbH (R-Tech)
Politecnico di Torino (Polito)
ArcelorMittal S.A. (AMIII)
IRIS Technology Group SL.
Kneia SL.
Projektkoordination Prof. Andrea Lazzeri, Universität Pisa
Projektleitung am HTL Dr. Alexander Konschak