Mit Leichtigkeit geht´s ab in die Zukunft

Beim Leichtbau führt kaum ein Weg an ihnen vorbei: Carbonfasern, die schwarzen Wunderfasern,  denen die Werkstoffe Stahl und Aluminium in puncto Leichtbaupotenzial kaum das Wasser reichen können. CFK ist eben in Stabilität und Leichtigkeit schlichtweg nicht zu toppen.

Das wissen Luftfahrt-, Automobil- und   Windkraftindustrie schon lange und setzen auf CFK. Ohne faserverstärkte Kunststoffe wäre vieles, was wir heute wie ganz selbstverständlich ansehen nicht möglich – ob nun Formel eins Rennwagen, der Airbus A350 oder die zahlreichen Windkrafträder – alle haben eines gemein, sie bestehen zum größten Teil aus CFK.

Selbst die Bahnindustrie hat die innovative Leichtigkeit inzwischen erkannt. So entwickelte Voith Engineering jüngst eine Faserverbund-Sitzstruktur für Schienenfahrzeuge, die vor allem dem sehr hohen Sicherheitsanspruch der Bahn entspricht, einen geringen Montageaufwand aufweist und eine Masseeinsparung von immerhin 1,2 t pro Zug erreicht. Das Projekthaus Evonik hat sich indessen aufgemacht eine ganz neue Leichtbau-Materialklasse zu entwickeln: Hybridsysteme. Warum? Ganz einfach, die Vorzüge von Thermoplasten sprich die schnelle Verarbeitbarkeit soll mit denen der Duroplaste, also den exzellenten mechanischen Eigenschaften, vereint werden. Zukunftschancen für den textilen Leichtbau erforschen seit kurzem auch Wissenschaftler in dem Forschungscampus ARENA2036 in Stuttgart. Sie wollen in den kommenden 22 Jahren eine wandlungsfähige Produktion nebst einem funktionsintegrierten Faserverbund-Leichtbau in der Serienfertigung von Fahrzeugen entwickeln. Nicht zu vergessen das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik der TU Dresden, das unter anderem eben auch an einer effizienten Prozesskettenentwicklung für funktionsintegrierende Mischbauweisen mit faserverstärkten Kunststoffen forscht.

Carbon – fast 150 Jahre nach der Entdeckung und dem Einsatz als Glühfaden in Glühbirnen, begann seinen Siegeszug vor rund 40 Jahren, als die kommerzielle Produktion aus der  Polyacrynitril-Faser (kurz PAN) gelang. Noch heute ist PAN zu 85% das Ausgangsmaterial zur Herstellung der Carbonfasern. Doch wo gehobelt wird, da fallen Späne – da Carbonfasern sehr teuer sind, widmen sich die RWTH Aachen und das STFI Chemnitz dem wichtigen Thema des Recyclings. Wer die „Marsmännchen im Ganzkörper-Schutzanzug“ mal live gesehen hat, die sich um dieses Thema kümmern, der weiß: das ist alles andere als lustig …

Innovation ‚ Made in Germany‘

Schon eher etwas für Ästheten ist da Textilbeton. Ein Kunstwort, angelehnt an Stahlbeton, dem allmächtigen Material im Bauwesen. Dennoch wird Textilbeton, also Beton mit Gittern von Glas- oder Carbonfaserverbundstoffen innendrin – und mit ihm das textile Bauen die Zukunft prägen. Da sind sich die Experten ziemlich sicher. Gerade erst präsentierte der Dresdner Architekt Gerd Priebe beim Tag der Architektur 2014 seinen Entwurf für das Denkmalgeschützte Torhaus in Dresden mit neuem Dach sowie „blauer Linse“ alias einer Textilbeton-Villa. Auch das Architekturbüro Fickenscher Architektur setzt auf dieses vielversprechende Material beim Neubau eines Sonnenhauses. Die Küchenarbeitsplatte besteht nun aus einer 3D-Textilbewehrung. Was es sonst noch bei textilbeton zu entdecken gibt zeigt das Netzwerk Textilbeton „Texton“ unter http://textil-beton.net/ und auch auf facebook.

In der Architektur und dem Bauwesen spielt Textil wegen seiner Leichtigkeit eine immer wichtigere Rolle. Etwa als textilverstärkte Membranen in Stadien – derzeit eindrucksvoll in den Fußballstadien der WM 2014 in Brasilien zu sehen. Der Einsatz an den leichteren, materialeffizienteren Gebäudekonstruktionen z.B. aus thermoplastischen Polymerfasern wird noch weiter steigen, da die textilen Hüllen in ihrer Leistungsfähigkeit immer besser werden. Mit Leichtigkeit erfüllen textilbasierte Werkstoffe eben die angesagten Megatrends wie Energieeffizienz, Multifunktionalität, Nachhaltigkeit und sind dadurch die intelligenteste Alternative – für immer mehr Anwendungen.

Übrigens: Da PAN – also das Ausgangsmaterial für Carbonfasern – auf Erdöl basiert erforscht aktuell eine Forschergruppe aus Schweden den Einsatz von Lignin als etabliertes Rohmaterial für die Produktion von Carbonfasern. Lignin ist ein erneuerbares Material auf Holzbasis und bisher ein Abfallprodukt in Kraftzellstoff-Fabriken. Aber das ist nun doch wieder eine andere Geschichte.

Beitragsbild: Textilverstärkte Membranen werden in Zukunft noch mehr tragende Rollen übernehmen. Photo: KnippersHelbig

Die Autorin: Iris Schlomski

Iris Schlomski, studierte Dipl.-Ing Bekleidungstechnik, ist freie Fachjournalistin für Unternehmen, Institutionen und Redaktionen der Textil-und Bekleidungsbranche. Seit 2002 ist sie zudem Chefredakteurin verschiedener bekannter Textilfachzeitschriften und seit Januar 2009 Chefredakteurin des zweisprachigen Textilmagazins textile network.