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Unter Druck: Windräder müssen ein Gewicht von mehreren Tonnen aushalten, wenn ein Sturm weht.

Es besteht aus Kunststoff und Metall und wurde von den Forschern um Arne Haberkorn vom Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung in Bremen entwickelt. Über die Ergebnisse berichtet die Fraunhofer-Gesellschaft. Windräder müssen ein Gewicht von mehreren Tonnen aushalten, wenn ein Sturm weht. Ihre Blattspitzen drehen sich dann mit einer Geschwindigkeit von über 200 Kilometern pro Stunde. Auch Flugzeugflügel und Maschinenteile müssen großen Lasten standhalten.

Ob die Bauteile dabei übermäßig belastet werden und möglicherweise Schaden nehmen könnten, wird bisher mit Sensoren gemessen, die aufwendig in das Bauteil eingearbeitet oder auf seine Oberfläche geklebt werden. Jeder Sensor kann allerdings nur die Zug- und Druckbelastungen in einem kleinen Bereich registrieren. Sollen in einem Bauteil größere Areale erfasst werden, werden mehrere Einzelsensoren zu einem Netzwerk verknüpft. 



Der neue Verbundwerkstoff vereinfacht solche Messungen jetzt deutlich. Das Material aus Metall und Kunststoff wird direkt bei der Herstellung in das Bauteil integriert und kann mit Hilfe herkömmlicher Werkzeuge aus der Kunststoffherstellung, etwa mit einer Spritzgießmaschine, verarbeitet werden. Seine sensorischen Eigenschaften verdankt der Werkstoff dem hohen Metallanteil von bis zu 90 Gewichtsprozent: Treten während des Betriebs Belastungen im Bauteil auf, sorgt das Metall dafür, dass sich der elektrische Widerstand des Kompositwerkstoffs ändert. Diese Signale können über Kabel am Bauteil abgeführt und analysiert werden. 



Da für das Verbundmaterial verschiedenste Kunststoffe verwendet werden können, kann man für jeden Anwendungszweck den passenden Werkstoff zusammenstellen: "Unser Polymer-Metall-Kompositmaterial lässt sich zu einer Fülle von Bauteilen verarbeiten, zu besonders festen und hitzeresistenten oder aber auch weich-flexiblen Werkstücken", sagt Arne Haberkorn. Die Forscher suchen nun nach potenziellen Partnern aus der Industrie.