drivEcomp II – Weiterentwickelte Compositelösungen

Die angestrebte Energiewende erfordert eine Steigerung der Energieeffizienz von Antriebssystemen in allen Bereichen der Mobilität. Im Projekt drivEcomp II wurde der Einsatz maßgeschneiderter Faserverbundtechnologie für elektrische Antriebe in Bahn- und Busanwendungen untersucht. Dies kann zu einer deutlichen Gewichtsreduzierung und einer Steigerung der Leistungsdichte im elektrischen Antriebssystem um mehr als 40 % beitragen.

Im Rahmen dieses Projekts wurden Gehäusekomponenten eines Traktionsmotors, welche üblicherweise aus metallischen Werkstoffen hergestellt werden, aus kohlenstofffaserverstärktem Sheet Molding Compound (C-SMC) realisiert. SMC ist ein weit verbreiteter Werkstoff, der aus einer duroplastischen Matrix, Verstärkungsfasern und anwendungsspezifischen Additiven besteht und eine großserientaugliche Herstellung von FKV-Bauteilen in einem Pressprozess ermöglicht. Durch den Einsatz von SMC ergaben sich neue Möglichkeiten in der lastpfadgerechten und funktionsintegrativen Gestaltung der Lagerschilde bei Elektromotoren . Verglichen mit der metallischen Bauweise besitzen SMC-Bauteile schwingungsdämpfende Eigenschaften, die Lärmemissionen der Motoren verringern. Der Einsatz von Kohlenstofffasern an Stelle von Glasfasern als Verstärkungsfasern erhöht die Steifigkeit bei gleichzeitiger Reduktion des Gewichts. Die Arbeiten des IVW konzentrierten sich auf die Material- und Prozessentwicklung. Es wurde erfolgreich eine SMC-Formulierung entwickelt, welche die definierten Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften auch bei hohen Einsatztemperaturen über 120 °C erfüllt. Zudem wurde die Prozesstechnologie bei der Halbzeugherstellung und dem Pressprozess an die neuentwickelte Formulierung angepasst, um eine effiziente Bauteilherstellung zu ermöglichen.

Ziel des Projekts drivEcompII war die Steigerung der Leistungsdichte von elektrischen Antriebssystemen für Schienen- und Straßenanwendungen durch den Einsatz von Faserverbundtechnologie. Im Fokus lagen hierbei die Material-  und Prozessentwicklung, um alle Anforderungen hinsichtlich struktureller, thermischer und elektrischer Bauteilintegrität kosteneffizient zu erfüllen.