Revolutionärer, hochfester, transparenter Faserverbundwerkstoff mit Funktionsintegration.
Hochfeste, transparente Glasscheiben gibt es schon lange – doch ihr hohes Gewicht und der enorme Energieaufwand in der Herstellung sind große Nachteile. So wiegen z.B. gesicherte Polizeifahrzeuge schnell bis zu 10 Tonnen.
Im Verbundforschungsprojekt TransComp, an dem gleich drei AFBW-Mitglieder mitgearbeitet haben, wurden transparente und mechanisch tragfähige Faserkunststoffverbund-Scheiben entwickelt. Durch die gezielte Kombination neuartiger, transparenter Harzsysteme mit glasfaserbasierten Verstärkungsstrukturen entsteht eine innovative Werkstoffklasse, die als gewichtsreduzierte und recyclingfähige Alternative zu konventionellen Scheibenmaterialien zur Reduktion von CO₂-Emissionen beitragen kann.
- Am Institut für Flugzeugbau der Universität Stuttgart (IFB) wurden vor allem die fertigungstechnischen Grundlagen geschaffen, während vom Institut für Polymerchemie (IPOC) der Universität Stuttgart und von den Deutschen Instituten für Textil- und Faserforschung (DITF) die entsprechende Polymerchemie entwickelt wurde.
- In vielfachen Materialversuchen und Transparenztests hat man sich der perfekten Transparenz angenähert. Beschusstests und quasistatische Materialtests wurden vom Projektpartner KRD Coatings GmbH durchgeführt.
Die Tajima GmbH verantwortete im Projekt die Arbeiten rund um das Tailored Fibre Placement (TFP). Dieses automatisierte Lege- und Nähverfahren ermöglicht die lastpfadgerechte, geometrieangepasste Ablage von Verstärkungsfasern und eröffnet neue Freiheitsgrade im Design transparenter, strukturell belasteter Bauteile. Im Fokus des Tajima Projektteils stand die Materialqualifizierung geeigneter Glasfasergrundmaterialien, Rovings und Nähgarne, die sowohl die prozesstechnischen Anforderungen des TFP-Verfahrens als auch die optischen und mechanischen Zielgrößen transparenter Verbundstrukturen erfüllen.
Die prozessintegrierte Funktionalisierung der Glasfaser-Preform war ein weiterer Schwerpunkt. Während Heizstrukturen in transparenten Bauteilen, etwa im Automobilbereich, bislang mit hohem Aufwand separat integriert werden, ermöglicht das TFP-Verfahren die direkte Ablage dünner Heizdrähte parallel zur Faserverstärkung auf derselben Maschine.
Der im Projekt entwickelte Visier-Demonstrator wurde auf Basis eines Glasfasergewebes als Grundmaterial gefertigt. Verstärkungsfasern, abgestimmter Nähfaden sowie ein Heizdraht (Beschlagschutz) wurden mittels TFP abgelegt und anschließend mit einem auf die Glasfaserarchitektur abgestimmten Polymer infiltriert. Der Demonstrator verdeutlicht das Potenzial des Tajima- TFP-Verfahrens für die Herstellung transparenter, tragender und funktionalisierter Faserverbundbauteile mit hoher industrieller Relevanz.
Einsatzbereiche:
- Fahrzeugbau Polizeifahrzeuge, gesicherte Fahrzeuge für Promis und Politiker, Wohnmobile unter 3,5 Tonnen
- Flugzeugbau: Besonders eVTOLS und andere Leichtflugzeuge
- Baumaschinen und Agrarfahrzeuge als Schutzscheiben
- Vandalismussichere Scheiben (z.B. Bushaltestellen)
- Visiere für Helme wie Polizeihelme, Pilotenhelme usw.
Dieses Jahr auf der JEC 2026 in Paris wird der Visierdemonstrator auf dem Stand der Tajima GmbH - Stand P82-4 (Teil des Gemeinschaftsstands von Baden-Württemberg International und AFBW) zu sehen sein.
