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CFRTP-CompositesLeichtbau bei optisch anspruchsvollen Anwendungen

Folien und Platten aus endlosfaser-verstärktem thermoplastischem Verbundwerkstoff

Covestro beginnt mit der Großserienfertigung eines Endlosfaser-verstärkten thermoplastischen Verbundwerkstoffs. Dazu wurde die Produktionskapazität deutlich erweitert und das fränkische Markt Bibart zu einem Standort für Hightech-Werkstoffe ausgebaut.

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Cormaster-WabenWeniger ist mehr

Composite-Leichtbau fährt an die Weltspitze
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Cormaster-Waben: Weniger ist mehr
Bereits Anfang der 60er Jahre setzen die Segelflugzeugbauer auf Composite-Werkstoffe – und hatten damit eine Vorreiterrolle. Weiterhin werden Verfahren und Werkstoffe weiter entwickelt und neuen Anwendungen in vielen Branchen angepasst. Damit ist die Technologe jedoch noch nicht am Ende: Neue Werkstoffe wie spezielle Wabenkonstruktionen senken die Gewichte weiter, ohne an Robustheit zu verlieren.

Grundsätzlich neu ist der Einsatz von Composite-Leichtbauwerkstoffen nicht. Bereits seit mehr als drei Jahrzehnten werden sie überall dort eingesetzt, wo Gewicht eingespart werden muss, zugleich aber hohe mechanische Belastungen auftreten. Das Funktionsprinzip ähnelt dem des Doppel-T-Trägers im Stahlbau: Zwei von einer Stütze auf Abstand gehaltene Platten nehmen die Biege- und Torsionskräfte auf und sorgen so bei vergleichsweise geringem Gewicht der Gesamtkonstruktion für sehr hohe Steifigkeit. Außerdem nehmen die Platten die Zug- und Druckkräfte auf.

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Bei Composite-Werkstoffen sind zwischen zwei Laminatschichten Stützstrukturen verbaut, je nach Anforderung und Hersteller können das harte Schäume, Metall- oder Kunststoffwaben sein. In einigen Anwendungen kamen auch Balsaholz oder papier-basierte Konstruktionen zum Einsatz. Als einer der weltweit wenigen Hersteller nicht metallischer Strukturwerkstoffe hat das Unternehmen Schütz aus Selters im Westerwald für die jüngste Generation ihrer Sandwich-Waben aus der Cormaster-Produktfamilie eine ebenso faszinierende wie zukunftweisende Anwendung realisiert: Eine Yacht, die im Wettbewerb der weltweit besten Hochseesegler die Nase vorn hat. Die neue Schütz-Yacht namens Container hat so gar nichts mit den klobigen Kisten der weltweiten Logistik zu tun. Sie hat bereits in ihrem ersten Wettkampfjahr, gleich zum Auftakt der Regattasaison, bei der „Hublot Palma Vela“ in der neuen Bootsklasse für Hochseesegler STP65 auf Anhieb den zweiten Platz errungen. Die Regatten des „Giraglia Rollex Cups“ vor St. Tropez und Genua beendete sie im Juni als fünfte der Gesamtwertung. Und bei der renommierten „Copa del Rey“ erkämpfte sich die Schütz-Yacht im August vor Mallorca gegen die komplette Weltelite mit dem dritten Rang ebenfalls einen Platz auf dem Siegerpodest. Die Container hat damit die in sie gesetzten Erwartungen erfüllt und tritt programmgemäß in die Fußstapfen ihrer namensgleichen Vorgängerin, die 1993 mit dem Admirals Cup die inoffizielle Weltmeisterschaft der Hochseesegler gewann und sich somit einen legendären Ruf erwarb.

Botschafterin des modernen Yachtbaus

Dass das Unternehmen Schütz aus dem Hochsee-fernen Westerwald eine solche Yacht an den Start bringt, ist kein Zufall: Hier werden – natürlich auch für andere Einsatzbereiche und einen breiten Kundenkreis – Leichtbauwaben entwickelt und unter dem Produktnamen Cormaster produziert und vertrieben. Rumpf, Deck und Schotten der neuen Yacht wurden aus speziellen CN1-Kevlar-Waben in Selters gefertigt und auf der Knierim-Werft in Kiel montiert. Das geballte Know-how floss in die Entwicklung des Hightech-Boots ein. Immerhin produziert Schütz bereits seit fast drei Jahrzehnten nichtmetallische Sandwichwaben, die an die dreidimensionalen Verformungsbedingungen im Bootsbau angepasst wurden. Vor diesem Hintergrund repräsentiert die von den Erfolgskonstrukteuren Judel, Vrolijk & Co gezeichnete Rennyacht den neuesten Stand des Yachtbaus und des Yachtdesigns. Sie gilt zugleich als Trendsetterin und Botschafterin für die Verwendung der Cormaster-Compositematerialien im modernen Schiffsbau – nicht nur für Regattasegler. Eine Botschaft, die die Schütz-Yacht selbst nach außen trägt. Blau auf weißem Grund gibt sie neben ihrem Namen über eine passend innovative Lackierung auch ihre Wabenstruktur preis.

Die Mitglieder der 18-köpfigen internationalen Container-Crew aus acht nationen, allesamt erfahrene Hochseesegler, sehen den nächsten Wettfahrten zuversichtlich entgegen. Die hohen Erwartungen scheinen mit Blick auf den bisherigen Saisonverlauf absolut berechtigt. Ziel jedenfalls ist, sich bei den anstehenden Regatten im Herbst auch einmal auf dem obersten Treppchen zu platzieren.

Werkstoff für viele Anwendungen

Die Cormaster-Waben eignen sich aufgrund ihres Eigenschaftsprofils für unterschiedliche Anwendungen – überall da, wo neben geringem Gewicht zugleich hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischen, thermischen und chemischen Einflüssen verlangt wird. Mit Erfolg werden daher die nicht-metallischen Strukturwerkstoffe in der Luft- und Raumfahrtindustrie, aber auch in der Automobilindustrie, beim Eisenbahn- und Schiffsbau oder in Sportgeräten eingesetzt. Ein Blick auf den Herstellungsprozess macht auch das Wirkprinzip von der Sandwich-Waben deutlich: Zunächst werden die mit einem selbst entwickelten Kleber partiell bedruckten, papierdünnen Kunststoff-Bögen mit leichtem Versatz aufeinander gelegt. Durch Pressen des Stapels werden die Bögen miteinander verklebt und dann mechanisch expandiert. Es entsteht eine hexagonale Zellform, die an eine Bienenwabe erinnert. Dieser Block wird anschließend durch Erhitzen sowie ein Tauchbad in einer speziellen Harzmischung stabilisiert und kann schließlich durch Sägeschnitte zu Platten unterschiedlicher Maße oder beispielsweise auf Fünf-Achs-Fräsmaschinen zu dreidimensionalen Strukturteilen verarbeitet werden. Über die Auswahl des Ausgangsmaterials, die Größe der Zellstruktur sowie das verwendete Material im Tauchbad lassen sich die Eigenschaften der Waben in weiten Grenzen einstellen, um die für spezifische Anwendungen jeweils optimalen Funktionskombinationen zu erzielen.

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