Wirtschaftsspiegel Thüringen – Ausgabe 03/2021

Kunststoff 46 Fotos/Grafik: TU Ilmenau Forschungsgruppe NEMOFASER Neuartige Motorenkonzepte auf Basis hybrider Faserverbundwerkstoffe Besonders im Bereich der Mobilität ge- winnen elektrische Antriebsmaschinen weiterhin an Bedeutung. Bedingt durch die Erschließung neuer Anwendungs- felder findet eine dynamische Entwick- lung der Anforderungen an elektrische Maschinen statt. Die durch Mittel des Europäischen Sozialfonds finanzierte Forschungsgruppe „NEMOFASER“ (Neu- artige Motorenkonzepte auf Basis hybri- der Faserverbundwerkstoffe und aero- statisch gelagerter Aktivteile) an der Technischen Universität Ilmenau be- schäftigte sich mit der Erforschung von Grundlagen zur Entwicklung neuartiger Elektromotoren, die ohne seltene Erden hergestellt werden können. In enger Zusammenarbeit der Wissen- schaftler aus dem Fachgebieten Kunst- stofftechnik und dem Fachgebiet Klein- maschinen und Industrieelektronik wurden die Grundlagen für ein Konzept zur Auslegung sogenannter Axialfluss- maschinen geschaffen, die insbesonde- re für mobile Anwendungen prädesti- niert sind. Den wesentlichen Schwerpunkt der For- schungsgruppe bildeten Motoren, die bei kleiner Längenausdehnung hohe Drehmomente bereitstellen können. Ziel der Forschung war es alternative Antriebslösungen zu finden, die ein ge- ringes Gewicht aufweisen bei gleichzei- tig hohem Drehmoment und insbeson- dere für mobile Anwendungsbereiche geeignet sind. Axialflussmaschinen ver- binden diese Eigenschaften vorteilhaft miteinander, sind jedoch aufgrund ho- her Fliehkräfte in ihrem maximal mög- lichen Durchmesser limitiert. Begren- zender Faktor der Maschinengröße ist bislang die Festigkeit der verwendeten Werkstoffe. Der gezielte Einsatz von Faserverbundkunststoffen in der Rotor- scheibe kann potenziell zu einer signi- fikanten Verbesserung der richtungsab- Abb. 1: Iterative Vorgehensweise der Rotor-Auslegung von Bauteilen aus dem neuen Schaum- system entwickelt und Empfehlungen zur Überführung in den Serienprozess abgeleitet. Nach erfolgreicher Projektumsetzung wird das Thüringer KMU in der Lage sein biobasierte Kunststoffschäume an- wendungs- und kundenorientiert in komplexer Geometrie selbst herzustel- len und im Vergleich zum aktuellen Herstellungsprozess (mechanische Be- arbeitung von konventionellen und erd- ölbasierten Kunststoffschaumplatten) einen erheblichen Anteil an Verschnitt und Nacharbeit einzusparen. Das Fach- gebiet erweitert seine Kompetenzen zur Vorhersage des Werkstoffverhaltens geschäumter Kunststoffe (analytische Modellierung Werkstoffkennwerte und numerische Simulation des Aufschäum- vorgangs) und der sensorbasierten Re- gelung des Reaction Injection Moul- ding-Prozesses. Das Vorhaben wird durch Mittel des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) im Rahmen des Zen- tralen Innovationsprogramms Mittel- stand (ZIM) gefördert. Die Projektlauf- zeit beträgt 24 Monate mit Beginn 01.05.2020. Die Mittelbewirtschaftung erfolgt am Thüringer Innovationszen- trum Mobilität (ThIMo). Autoren: M. Sc. Robert Hartmann, Fachgebiet Kunststofftechnik der TU Ilmenau Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.Ing. Florian Puch, Fachgebiet Kunststofftechnik der TU Ilmenau