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Laborvorstellung

11/30/14

Leichter und besser: Das Labor für funktionsoptimierten Leichtbau an der Hochschule Magdeburg-Stendal

Julia Hosse ist Ingenieurin im Labor für funktionsoptimierten Leichtbau an der Hochschule Magdeburg-Stendal.

Mit der Hilfe von KAT wurden ab 2005 an den sachsen-anhaltischen Hochschulen verschiedene Innovationslabore gegründet. Die meisten dieser Labore sind inzwischen wichtige und nachgefragte Schnittstellen zwischen Forschung und mittelständischer Wirtschaft. In loser Folge stellen wir sie vor.

Irgendwie riecht es nach Teppichhalle, aber wir betreten keinen großen, neonbeleuchteten Markt mit dicken Walzen voller Fußbodenbeläge und Gummibeschichtungen. Wir sind in einem  übersichtlichen, lichten Raum mit blanken Arbeitstischen. An der Wand reihen sich verglaste Laboreinheiten, in denen Harze und Härter stehen. Eine große, hohe Fensterfront öffnet den Blick auf den spätherbstlichen Hochschul-Campus in Magdeburg mit seiner konstruktiven Architektur. Hier dreht sich alles um Glasfasern und Kohlefasern. „In diesem Labor geht es um die Entwicklung von Bauteilen mit dem Ziel einer Gewichtsreduzierung und der gleichzeitigen Verbesserung ihrer sonstigen Eigenschaften,“ erklärt Julia Hosse. Sie ist im Industrielabor zuständig für die Versuchs- und Labortechnik.

Doppelt gut mit Fasern

Das „und“ ist wichtig für das Industrielabor, denn leichter ist mit Kunststoff sicherlich vieles zu machen, aber es gleichzeitig stabiler und beständiger herzustellen, darin liegen hier die projektabhängigen Herausforderungen. Das Industrielabor für funktionsoptimierten Leichtbau ist 2008 an der Hochschule Magdeburg-Stendal mit Mitteln der Europäischen Union und in Kooperation mit KAT gegründet worden. Zu seinen wichtigen Aufgaben gehören die Vernetzung von wissenschaftlicher Kompetenz und wirtschaftlicher Umsetzung. So betreibt das Labor Grundlagenforschungen und -prüfungen zu Materialeigenschaften der verschiedenen Faserverbundstoffe.

Das Labor ist mit verschiedenen Großgeräten, Labortechnik und Maschinen ausgestattet, um beispielsweise unterschiedliche mechanische Prüfungen und Proben sowie optische, mechanische und thermische Analysen durchzuführen. Auch können normgerechte Proben angefertigt und Schadensgutachten erstellt werden. Die Untersuchungen können außerdem durch analytische und numerische Berechnungen verifiziert werden.  Geleitet wird das Labor von Prof. Dr.-Ing. Jürgen Häberle, einem ausgewiesenen Pionier in der Erforschung und Entwicklung der Faser-Kunststoffverbunde.

Im Labor für funktionsoptimierten Leichtbau: Fahrradrahmen und Leichtbaurotor.
Carbon als innovatives Material

Julia Hosse legt Stoffproben vor, aus denen später mit Hilfe von Harzen und Härtern vielseitige Faser-Kunststoffverbunde werden. Das Glasfasergewebe wird aus winzigen Glasfäden gewebt. Das Kohlenstofffasergewebe ist das Produkt eines im Verkohlungsprozess gewonnen fadenähnlichen Werkstoffes. Besonders der kohlenstofffaserverstärkte Kunststoff ist mit den geläufigeren Bezeichnung „Carbon“ oder „CFK“ unter Rad- und Motorradbegeisterten inzwischen zu großen Ehren gelangt. Mit ihm verbinden sich Leichtigkeit und neue statische Eigenschaften, die etwa den Fahrradrahmenbau geradezu revolutioniert haben. Auf einem von Professor Häberle entwickelten Fahrradrahmen fuhren beispielswese Sportgrößen wie Erik Zabel ihre Rennen. 

Carbon wird inzwischen in vielen unterschiedlichen Bauteilen verwendet und das Industrielabor entwickelt damit innovative Produkte mit mittelständischen Partnern aus der Region. Es werden erste Ideen auf Machbarkeit und Finanzierungsmöglichkeiten geprüft. Im Labor werden Voruntersuchungen durchgeführt und notwendige Berechnungen erstellt, um dann schrittweise Protoypen zu entwickeln. „Verglichen mit traditionellen Baustoffen wie Metall, Stein und Holz sind die 30-40 Jahre Erfahrungen mit Bauteilen aus Kunststoff noch sehr jung“, erläutert Julia Hosse die vielseitigen Einsatzfelder der Faserverbunde und deren Innovationspotential.

So wurden beispielsweise leichte Zentrifugenrotoren entwickelt, die inzwischen vielfach schwerere medizinische Laborgeräte ersetzen können. Preishonoriert ist die Entwicklung eines Schienenprüfsystems, das inzwischen bei der Deutschen Bahn eingesetzt wird (vgl. die Projektvorstellung in diesem Newsletter). Die Entwicklung von leichten Naturstein-Glasfassadenelementen steht kurz vor einer ersten Erprobung am Bau.