Neuartige Multimaterialgarnkonstruktionen für Faser-Metall-Hybridverbundwerkstoffe

Aktuelle Trends in den Bereichen Materialeffizienz, Elektromobilität und CO2-Reduktion einerseits sowie erhöhte Sicherheits- und Leistungsanforderungen andererseits verlangen neuartige Materialkonzepte für eine definierte Einstellung von Bauteileigenschaften sowie die dazugehörigen Fertigungstechnologien. Dies kann insbesondere durch eine anforderungsgerechte Kombination von herkömmlichen Faserverbundwerkstoffen (FKV), die über eine hohe Steifigkeit und Festigkeit verfügen mit metallischen Werkstoffen, die sich durch ihre ausgeprägte Duktilität und einem damit verbundenen höheren Energieaufnahmevermögen, erzielt werden. Aktuelle Lösungen dafür beschränken sich einerseits auf die Hybridisierung verschiedener Monomaterialgarne auf Mesoebene und andererseits auf schichtweise aufgebaute FKV-Metall-Laminate (FML). Solche FKV-Metallverbunde haben jedoch spezifische Nachteile: unzureichende Durchmischung der Komponenten, sehr hohe Herstellungskosten und großflächige interlaminare Grenzflächen zwischen Metallblech und Matrix. Daher war das Ziel dieser Arbeit die Erarbeitung von Basiswissen und anwendungsbezogenen technologischen Grundlagen zur Entwicklung und Fertigung von auf Mikroebene durchmischten Multimaterialgarnkonstruktionen aus Metall- und Hochleistungsfasern für den Einsatz in Faser-Metall-Hybridverbunden.