PROJEKT FABULOUS

Funktionsintegrierte Antriebsbauteile für die Elektromobilität

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Neuartige Elektromotoren für die E-Mobilität

Gewichtseinsparung durch Hybridbauteile

Der Elektromotor ist ein zentraler Teil des Antriebsstrang bei Elektrofahrzeugen. Im Rahmen des Projektvorhabens "fabulous" wird der Elektromotor effizienter und leichter, indem bestehende Metallkomponenten durch neu entwickelte Hybridkomponenten aus Metall und Kunststoff ersetzt werden. Dies ist erforderlich, da der Radnabenmotor das Gewicht der Räder deutlich erhöht und dadurch Fahrdynamik, Fahrkomfort und Effizienz beeinträchtigt. Der Fokus bei der Materialentwicklung richtet sich dabei auf neuartige teilaromatische und aliphatische Polyamide, die zu kohlenstofffaserverstärkten UD-Tapes verarbeitet werden.
Anforderung an das Matrixmaterial

Neuartige Hochleistungs-Verbundwerkstoffe

Die Aufgabe der AKRO-PLASTIC GmbH ist die Entwicklung von Werkstoffen auf Basis teilaromatischer Polyamide, sogenannter Polyphthalamide (PPA), sowohl für die Herstellung der UD-Tapes als auch für den Einsatz im Spritzguss. Für die Anwendung sind gleichbleibende Eigenschaften bis zu einer Einsatztemperatur von 120°C entscheidend und eine sehr gute chemische Beständigkeit gegen Öle und weitere im Elektromotor vorkommende Medien gefordert.

Maßgeblich zum Erfolg des Projekts wird das Imprägnierverhalten des PPA, also die Benetzung der Kohlefasern mit dem Polymer bei der Herstellung der UD-Tapes sowie das Füllverhalten bei der Verarbeitung im Spritzgieß- bzw. Hinterpressverfahren beitragen.

CIrComp-Tapes_500x281
CirComp-Tape_500x281
Quelle: CirComp GmbH

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Betriebsfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit unterschiedlicher Materialien

Die Verwendung von PPA-Tapes mit Endloskohlenstofffasern birgt die Gefahr von Korrosion bei Kontakt zwischen Fasern und Metalleinlegern. Daher werden Tapes mit sehr polymerreichen Randschichten entwickelt. Diese Randschichten sollen den direkten Kontakt zwischen Kohlefaser und Metall verhindern und die Haftung der Laminatstruktur mit den Metallkomponenten verbessern. Quelle: Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

Betrachtung der kompletten Wertschöpfungskette

Mit dem Projektvorhaben "fabulous" wird die komplette Wertschöpfungskette von der Hochleistungs-Materialentwicklung über die Tapeherstellungs- und Tapelegeprozesse, weiter zur Bauteilentwicklung mit Hilfe von der computerunterstützten Simulation des Werkzeugbaus und zur Bauteilherstellung durch Spritzgieß-/Hinterpressverfahren und der Qualitätssicherung bis hin zum fertigen Elektromotor abgedeckt.

Die Prozesse des Tapelegens, der Oberflächenfunktionalisierung von Einlegern sowie des werkzeuggebundenen Formgebungsprozesses zur Fügung mehrerer ungleicher Werkstoffe werden entwickelt. Die Multi-Material-Motorkomponente wird werkstoffgerecht und betriebsfest für die zu erwartenden Belastungstemperaturen ausgelegt und auf eine nahezu Nulldehnung hin optimiert.

Projekttitel

Funktionsintegrierte Antriebsbauteile für die Elektromobilität

ermöglicht durch neuartige Hochleistungs-Verbundwerkstoffe
AKRO-blau

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Fördermaßnahme

Das Vorhaben wird im Rahmen der Fördermaßnahme "Vom Material zur lnnovation" nach Art. 25 der Verordnung (EU) Nr. 65112014 der Europäischen Kommission vom 17.06.2014 gefördert. Die Projektlaufzeit ist auf drei Jahre für den Zeitraum vom 01.06.2019 bis zum 31.05.2022 ausgelegt. Das Förderkennzeichen dieses Forschungsprojekts lautet: 03XP0214C AKRO-PLASTIC GmbH CirComp GmbH FEV Europe GmbH FKT Formenbau und Kunststofftechnik GmbH Fraunhofer IPT Fraunhofer LBF Gubesch Thermoforming GmbH M.TEC SURAGUS GmbH - Projektträger Jülich zur Bekanntmachung "Hochleistungsmaterialien für effiziente und umweltfreundliche Antriebssysteme – Homas". Gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung.