Atlanta – Es gibt einen neuen, innovativen mit Nano-Partikeln angereicherten und mit Kohlenstofffasern verstärkten Kunststoffverbund und sein Name ist ZT-CFRP. Ursprünglich unterstützt von der NASA, wurde das neuartige Material von Professor Kuang-Ting Hsiao's Gruppe an der University of South Alabama entwickelt. Um das enorme Potenzial des neuartigen Verbundwerkstoffes optimal zu nutzen und ZT-CFRP rasch marktfähig zu machen, hat die Hochschule eine Forschungspartnerschaft gegründet, die von der National Science Foundation (NSF) der USA finanziert wird. Beteiligt waren an der Partnerschaft neben der University of South Alabama fünf Unternehmen aus verschiedenen Bereichen und mit verschiedenen Kompetenzen: MHP, Porsche Motorsports, UST Mamiya, Hexcel Corporation und Toray Composite Materials America. MHP fällt bei dieser Kooperation eine Schlüsselrolle zu. Das Beratungsunternehmen wird in enger Zusammenarbeit mit der Hochschule dabei unterstützen, einen Roll-to-Roll-Fertigungsprozess für ZT-CFRP zu gestalten, der die Produktion großer Mengen zu niedrigen Kosten ermöglicht.
Herausragende Eigenschaften: extrem belastbar und leitend
„Unser Kollege Dr. Sebastian Kirmse hat seine Dissertation an der University of South Alabama geschrieben und in dieser Zeit mit an dem neuen und spannenden Komposit geforscht“, sagt Tobias Hoffmeister, Präsident und CEO von MHP Americas, Inc. Als Sebastian Anfang 2020 zu MHP kam, hat er uns von der neuen Technologie berichtet und unser Engagement auf den Weg gebracht. Wir waren von Anfang an überzeugt, dass der Verbundwerkstoff eine Menge Möglichkeiten bietet.“
Leichter als Aluminium und widerstandsfähiger als Stahl
Der mit Nano-Partikeln angereicherte und mit Kohlenstofffasern verstärkte Kunststoffverbund unterscheidet sich in einer Reihe von Eigenschaften von anderen Verbundwerkstoffen dieser Gruppe: Nano-Kohlenstofffasern fädeln im Zickzack zwischen den herkömmlichen Kohlenstofffasern und bilden so ein Gewebe, in dem sich die mechanischen, elektrischen und thermischen Belastungen in alle Richtungen verteilen und somit die Leitfähigkeit des Materials massiv erhöht (vor allem orthogonal zur Faserrichtung). Damit ist ZT-CFRP nicht nur leichter als Aluminium und widerstandfähiger als Stahl, er ist auch deutlich weniger anfällig gegen mechanische Kräfte, wie z.B. Stoßschäden, als bislang übliche mit Kohlenstofffasern verstärkte Kunststoffe. ZT-CFRP wird sowohl als Prepreg-Rolle, als auch als dünner Harzfilm zur Optimierung herkömmlicher Prepreg-Materialien oder zur klebenden Verbindung zweier Materialien mit verbesserter mechanischer, thermischer und elektrischer Verbindung und Haltbarkeit, erhältlich sein.
Attraktive Einsatzszenarien: Golf, Automotive, Raumfahrt
All das eröffnet ein breites Spektrum von lohnenden Einsatzmöglichkeiten in unterschiedlichen Bereichen – vom Golf-Sport über die Automotive-Branche bis zur Raumfahrt. „Bei Fahrzeugen geht es beispielsweise immer darum, eine hohe Sicherheit für die Insassen zu garantieren und gleichzeitig das Gewicht zu senken, um den Energieverbrauch zu reduzieren“, so Dr. Sebastian Kirmse. „ZT-CFRP könnte das heute für das Chassis übliche Aluminium ersetzen. Mit herkömmlichen Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff war das nicht immer möglich – vor allem für Teile die erhöhte Wärmebelastungen ausgesetzt waren.“ Wie bei Automobilen könnte der neue Verbundwerkstoff auch bei Raumfahrzeugen in ähnlicher Weise zum Einsatz kommen. Außerdem sollen Golfschläger durch das Material leichter und leistungsfähiger werden. Dr. Sebastian Kirmse erwähnte auch, dass „das Material dank seiner multifunktionalen Eigenschaften ein erweitertes Spektrum an Applikationsmöglichkeiten mit sich bringt, welche während des Projektes in Zusammenarbeit mit den Partnern erforscht werden soll. Ziel des Projekts ist es, ZT-CFRP bis 2024 auf den Markt zu bringen.
Rückfragen und Belegexemplare bitte an:
MHP Americas, Inc.
Greg Reynolds, Head of Markets
Email: atlanta(at)mhp.com
