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Entwicklung von Leichtbaurotoren für Laborzentrifugen in intelligenter Mischbauweise

Finanzierung:
BMWi/AIF;
Hintergrund
Zentrifugen finden vielfach Verwendung in der Medizin und in Laboratorien, zum Beispiel bei der Trennung von Blutplasma, Seren und in gentechnischen Anwendungen. Herkömmliche Aluminium-Rotoren sind verhältnismäßig schwer, was nachteilig für das Handling und in Bezug auf verschiedene Sicherheitsaspekte ist. Eine große Herausforderung für deutsche Zentrifugenhersteller ist die wachsende Konkurrenz zu klassischen Laborzentrifugenrotoren durch den steigenden Einsatz von modernen Faserverbund-Rotoren. Zur Schaffung einer nachhaltigen internationalen Konkurrenzfähigkeit ist es deshalb unabdingbar, eine alternative Rotorkonstruktion aus CFK zu entwickeln.

Ziel
Die Entwicklung eines Rotors in differentieller Bauweise wird der Stand der Technik, in Form der monolithischen Bauweise, übertroffen. Das Ziel ist es, einen Technologievorsprung zu erreichen, der eine ideale Ausnutzung der Verbundwerkstoffe darstellt. Innovativer Kern der Entwicklung ist eine belastungskonforme, geodätisch-optimierte Anordnung tragender Faserverbunde in Verbindung mit der Gestaltung des Gesamtrotors in differentieller Bauweise. In rotordynamischen Untersuchungen wird herausgearbeitet, inwieweit es Unterschiede im Systemverhalten von Rotoren aus Glasfasern und Kohlenstofffasern im Vergleich zu Aluminiumrotoren gibt.

Ergebnis

In Zusammenarbeit der 3 Projektpartner entstand ein Laborzentrifugenrotor in differentielle Bauweise, der den Stand im Bereich der Leichtbaurotore deutlich übertrifft. Durch den Einsatz von verschiedenen Leichtbaumaterialien konnte eine Gewichtsreduktion um  57% bei nahezu unveränderten Kosten erreicht werden. Die dämpfenden Eigenschaften des eingesetzten Polymerschaums sorgen zudem für eine verbesserte Laufruhe gegenüber vergleichbaren Produkten.

Schlagworte

CFK, FKV, FVW, Faser-Kunststoffverbund, Faserverbundwerkstoffe, GFK, Glasfaserverstärkter Kunststoff, Kohlenstofffaserverstärkerter Kunststoff, Leichtbau

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