ECO-CMC

Entwicklung von kurzfaserverstärkten Keramiken unter Verwendung natürlicher Rohstoffe und Recycling Materialien

Leichtbau- und Faserverbundtechnologie Ressourceneffizienz THA_comp

01.07.2023 - 30.06.2026

Projektbeschreibung

In den Laboren der Technischen Hochschule Augsburg nimmt sich die engagierte Forschungsgruppe THA_comp Process Technologies, unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Ralf Goller, einer Aufgabe von großer Tragweite an: die Entwicklung kurzfaserverstärkter Keramiken (CMCs) mithilfe natürlicher Rohstoffe und Recyclingmaterialien. Präzise Abstimmung von Materialien, Prozessen und Produktionsmethoden soll dazu beitragen die Abhängigkeit von synthetischen Rohstoffen, insbesondere Erdöl, zu verringern und somit maßgeblich zur Lösung globaler ökologischer Herausforderungen beitragen. Das Projekt ECO-CMC, dessen Startschuss im Sommer 2023 fiel, ist nicht nur ein bedeutender Schritt in Richtung nachhaltige Technologie, sondern auch ein lebhaftes Beispiel für Innovation und technische Raffinesse.

Zielsetzung

Ziel von ECO-CMC ist es unter Verwendung von natürlichen oder recycleten Rohstoffen, eine kurzfaserverstärkte Keramik zu entwickeln. Das Vorhaben ist in zwei Phasen gegliedert:

Phase I: Materialwissenschaftliche Forschung

Phase I fokussiert sich auf die materialwissenschaftliche Forschung. Dabei sollen recycelte Carbonfasern (rCF), nachhaltige Matrixsysteme und aufbereitetes Silizium für den Einsatz in CMCs evaluiert werden. Dazu zählt insbesondere die Auswahl potentiell geeigneter Rohstoffe, die Herstellung von Probekörpern und die systematische Charakterisierung derer als Rohstoff, sowie im Verbundwerkstoffzustand. Um das Potential der alternativen Ausgangsmaterialien einschätzen zu können, soll bei der Materialcharakterisierung der Vergleich zu etablierten CMCs erfolgen.

Prozessflussdiagramm zur Herstellung von CMCs im Rahmen von ECO-CMC

Phase II: Technologietransfer

Mit Abschluss von Phase I steht fest welche technologischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften die im Vorhaben hergestellte SF-CMCs aufweisen und wie sie sich hinsichtlich ökologischer Eigenschaften im Vergleich etablierter CMCs einordnen. Im Hinblick auf die Leitanwendung „Notbremssystem Elektromobilität“ (ggf. hybride Bremse bestehend aus CMC-Reibungssegmenten und metallischem Grundkörper) werden in Phase II die Rahmenbedingungen für den Demonstrator definiert und ein Prototyp erstellt.

Der Einsatz einer hybriden Bremsscheibe ermöglicht eine optimierte gewichtsspezifische Leistungsauslegung und trägt zur Ressourceneinsparung bei. Dies führt zu einer kosteneffizienten Lösung für die Elektromobilität.