Dr.-Ing. David May: TopComposite
Verbundwerkstoffe, speziell Faser-Kunststoff-Verbunde – kurz FKV –, bieten ein herausragendes Leichtbaupotenzial, welches heute allerdings oftmals nicht voll ausgenutzt wird. Im Projekt TopComposite soll eine neue FKV-Generation entwickelt werden, bei der Prozess, Material und Bauweise perfekt aufeinander abgestimmt sind.
Leichte Elektromobilität
Faser-Kunststoff-Verbunde bestehen aus Verstärkungsfasern, die in einem Kunststoff eingebettet sind. Sie sind schon heute für den Leichtbau essentiell und ihre Bedeutung wird in Zukunft weiter zunehmen.
In Verbundwerkstoffen, speziell Faser-Kunststoff-Verbunden, werden Polymere und Verstärkungsfasern so kombiniert, dass der Verbund die Eigenschaften der einzelnen Materialien weit übertrifft. Durch ihre herausragenden Leichtbaueigenschaften sind FKV prädestinierte Werkstoffe für Mobilität und Transport und stellen beispielsweise ein Schlüsselelement für den umfassenden Umstieg auf Elektromobilität dar. Hierzu müssen die Werkstoffe allerdings hinsichtlich des Leichtbaupotenzials, der Nachhaltigkeit und der Wirtschaftlichkeit verbessert werden. Bei der konventionellen Nutzung von großflächigen Textilverstärkungen kommt es zu einem hohen Verschnitt und Arbeitsaufwand. Alternative Technologien wie die Ablage von Fasern, die Polymerstränge in eine Richtung verstärken, sogenannte Tapes, sind sehr teuer und geometrisch beschränkt. Eine Kurvenlegung der Tapes ist beispielsweise nur sehr eingeschränkt möglich.
Ziel der Nachwuchsgruppe von Herrn Dr. May ist die ganzheitliche und interdisziplinäre Entwicklung des neuen FKV-Werkstoffs "TopComposite“. Dieser ist das Ergebnis eines neuartigen Herstellverfahrens und einer für die verfahrens- und materialtechnischen Möglichkeiten maßgeschneiderten Bauweise. Das neue Herstellverfahren erlaubt die kontinuierliche Herstellung von Faserbündeln, die direkt während des Prozesses mit einem Spezialharz imprägniert werden. So kann eine jeweils an die Struktur angepasste Ablage kontinuierlicher Faserbündel erfolgen. Die Fasern können sowohl in geraden als auch in kurvigen Pfaden abgelegt werden. Sogar eine Ablage in Schlaufen ist durch dieses Herstellungsverfahren möglich. Dies ermöglicht eine genaue Positionierung der Fasern, so dass die Fasern nur dort eingebracht werden, wo sie zur Verstärkung wirklich benötigt werden. Dadurch soll eine Minimierung des Materialeinsatzes erfolgen und gleichzeitig eine quasi-abfallfreie Fertigung von FKV-Bauteilen ermöglicht werden.
Im Projekt arbeitet ein interdisziplinäres Team zusammen, welches Kompetenzen aus den Bereichen Verarbeitungstechnik, Chemie, Materialwissenschaften, Konstruktion und Wirtschaftswissenschaften vereint, um so Bauweisen, Prozesse und Materialien optimal aufeinander abzustimmen.
Nachwuchsgruppenleiter Dr.-Ing. David May
Dr.-Ing. David May (geb. Becker) wurde 1987 in Baden-Baden geboren. Er studierte zunächst an der Technischen Universität Kaiserslautern Wirtschaftsingenieurwesen mit der Fachrichtung Maschinenbau. Anschließend arbeitete er als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Verbundwerkstoffe (IVW), wo er 2015 im Bereich der Verarbeitungstechnik der Faser-Kunststoff-Verbunde promovierte. Seit Januar 2016 ist er Leiter des Kompetenzfeldes „Imprägnier- und Preformtechnologien“ und zudem Lehrbeauftragter der TUK für die „Integrierte Produktentwicklung mit Faser-Kunststoff-Verbunden“. Im Rahmen dieser Arbeit war er zwischenzeitlich Gastwissenschaftler an der University of Auckland. Seit 2020 leitet er am IVW die interdisziplinäre Nachwuchsgruppe „TopComposite“.