Kaiserslautern 
IVW: Neues Forschungszentrum nimmt Arbeit auf
Mit einem vernehmlichen Zischen erwacht die riesige Presse zum Leben. Sie steht im frisch eröffneten Technologiezentrum Thermoplastische Composite am Leibniz-Institut für Verbundwerkstoffe (IVW) und soll Forschung auf höchstem Niveau ermöglichen. Bei der ersten Vorführung diese Woche ist noch kein Material eingelegt, doch der Pressvorgang an sich hinterlässt durchaus auch so Eindruck.
Der Spannrahmen, in den künftig Bauteile aus Faserverbundwerkstoffen eingespannt werden, misst zwei auf drei Meter und bewegt sich geschmeidig in den hinteren Bereich der Presse, wo Infrarotstrahler rasch Wärme erzeugen, die selbst einige Meter vor dem Gerät spürbar ist. „So wird das Material aufgewärmt und kann danach beim Pressvorgang in Form gebracht werden“, schildert Ulf Breuer, wissenschaftlicher Geschäftsführer des Leibniz-Instituts für Verbundwerkstoffe.
Fertigung im Maßstab 1:1
Mit einem weiteren Zischen senkt sich das Oberteil der Presse nach unten. „Sie schließt mit einer Geschwindigkeit von einem Meter pro Sekunde“, berichtet Breuer. So sei gewährleistet, dass die erwärmten Hochleistungsmaterialien gut verarbeitet werden können – und das im Maßstab 1:1. „Das können nicht viele in Deutschland“, so Breuer. Dadurch, dass in der Presse große Bauteile am Stück bearbeitet werden können, lasse sich das Risiko beim Transfer von der Wissenschaft in die Praxis minimieren. Denn was in kleinem Maßstab funktioniert, funktioniert nicht zwangsläufig auch im großen.
Ziel sei es, dass die Bauteile nach dem Pressvorgang vollständig gefertigt seien und nicht mehr händisch nachbearbeitet werden müssten. Zudem soll es mit der Presse möglich sein, komplexe Bauteile zu entwerfen. Als erstes werde an einem Projekt mit der Firma Airbus gearbeitet, die 2035 das erste wasserstoffbetriebene Flugzeug starten will. Hier komme es auf extremen Leichtbau an, damit das Flugzeug die Kapazität habe, möglichst viel Wasserstoff zu laden, berichtet Breuer.
Vier Meter tief im Boden
Die Spezialpresse stammt von der Firma Langzauner aus Österreich, das Gerät sei dort vor Ort bereits einmal aufgebaut und getestet worden, bevor es im Februar nach Kaiserslautern transportiert wurde, berichtet Breuer. Eingelassen wurde die Presse über das Dach, ein mehrere Meter tiefes Loch, darin das Fundament, war bereits vorbereitet worden. Denn der größte Teil der Presse liegt unter dem Boden, vier Meter tief reicht sie ins Erdreich. „Der Pressdruck wird von unten aufgebaut“, erklärt Robert Lahr, der Leiter des Wissens- und Technologietransfers am IVW. Die maximale Presskraft liege bei 26.000 Kilonewton, ergänzt Breuer. Der Aufbau der Presse sei fast abgeschlossen, es werde nicht mehr lang dauern, bis die ersten Versuche starten können.
Gegenstand des Interesses werden thermoplastische Faserverbundwerkstoffe sein, ein Material, das zu 60 Prozent aus Kohlefasern und 40 Prozent Kunststoff besteht. Während die Fasern fest, steif und leicht seien, ließen sich den Bauteilen durch den Kunststoff verschiedene Funktionen verleihen. Das Besondere daran: Das Material sei leichter als herkömmliche Faserverbundwerkstoffe, könne wieder aufgeschmolzen und umgeformt, sogar geschweißt werden. Das IVW mit seinen rund 160 Mitarbeitern forsche unter anderem daran, wie sich die Vorteile des Materials im Bereich Mobilität, Energie und Gesundheitstechnik einsetzen ließen. Es stehe einiges an Arbeit an, um die ökonomischen und ökologischen Vorteile zu nutzen, so Breuer. Der Green Deal, das Ziel der Europäischen Union, bis 2050 klimaneutral zu werden, lasse sich nur mit Wasserstofftechnologie erreichen – wenn es gelinge, darin Energie zu speichern und zur Nutzung wieder freizusetzen. Hierbei werden Faserverbundwerkstoffe eine wichtige Rolle spielen, ist der Geschäftsführer überzeugt.
Am IVW werden bereits Speicherbehälter für Wasserstoff entwickelt und auch in Sachen Wasserstoff-Transport werde geforscht. So befasst sich Tobias Donhauser am IVW damit, Rohre aus Faserverbundstoff zu entwickeln, durch die Wasserstoff geführt werden könne. Bisher erfolge dies durch Stahl-Rohre, doch diese seien teuer und das Material werde durch den Wasserstoff stark belastet, schildert Donhauser.
Zehn Millionen Euro investiert
Das erste Konzept für das Forschungszentrum stamme aus dem Jahr 2013, erinnerte Breuer bei der feierlichen Inbetriebnahme, zu der unter anderem Wissenschaftsminister Clemens Hoch erschienen war. Zehn Millionen Euro seien in den Aufbau investiert worden, die Fördermittel stammten aus dem europäischen Fonds für regionale Entwicklung sowie dem Land Rheinland-Pfalz.