VFMG – Vorgespannter, faserverstärkter Mineralguss

Innerhalb des Forschungsprojektes „Vorgespannter, faserverstärkter Mineralguss“ wird untersucht, wie das Strukturverhalten von Mineralguss-Bauteilen durch die Einbringung von vorgespannten textilen Strukturen verbessert werden kann. Primäres Ziel dieser Materialkombination ist, die Widerstandsfähigkeit des Mineralgusses durch die textile Verstärkungsstruktur dauerhaft zu verbessern. In der Folge könnte ein neues Einsatzgebiet für diesen Werkstoff erschlossen werden: Tragende und bewegliche Werkzeugmaschinenkomponenten.

Im Rahmen des Projektes wird eine Methode zur Vorspannung von textilen Strukturen in Mineralguss-Bauteilen entwickelt. Hierzu gehört die Entwicklung und konstruktive Umsetzung eines grundlegend neuartigen Systems zur Vorspannung einer hinsichtlich der Krafteinleitung und -aufnahme optimal ausgelegten Textilstruktur. Zudem erfolgt die Materialauslegung unter den Aspekten der dauerhaften Verbindung zwischen Mineralguss und textiler Struktur sowie der Aufrechterhaltung der Vorspannung.

Für die Textilstruktur werden verschiedene Geometrien, in Abhängigkeit von den auftretenden Belastungen im Anwendungsfall von Werkzeugmaschinen, untersucht. Das Projekt schließt mit Bauteilkomponenten auf Demonstratorniveau im Originalmaßstab ab, deren mechanische Kennwerte experimentell bestimmt werden.

Projektlaufzeit
Februar 2021 – Oktober 2023

Projektteam
ITFT Institut für Textil- und Fasertechnologien, Universität Stuttgart
Prof. Dr.-Ing. Götz. T. Gresser, Dr.-Ing. Larissa Born, Robert Wegner

IfW Institut für Werkzeugmaschinen, Universität Stuttgart
Prof. Dr.-Ing. Hans-Christian Möhring, Kim Torben Werkle, Michelle Engert

Veröffentlichungen im Rahmen dieses Projekts
Wegner R, Engert M, Gresser GT, Möhring H-C, Bonten C, Kreutzbruck M (2023) Structural Improvement of Mineral Cast through pre-stressed Carbon Fibre Reinforcements for Application in Machine Tool Construction. In: Bonten C, Kreutzbruck M (eds) 28. Stuttgarter Kunststoffkolloquium: 28. Februar–2. März 2023. IKT Universität Stuttgart, Stuttgart, pp 151–157

Engert M, Werkle KT, Wegner R, Born L, Gresser GT, Möhring H-C (2023) Validation of the Manufacturing Methodology of Prestressed Fiber-Reinforced Polymer Concrete by the Variation of Process Parameters. Materials (Basel) 16. https://doi.org/10.3390/ma16237377

Förderung
Dieses Forschungsvorhaben wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert – Projektnummer 45178336