Weniger Luft, mehr Leistung: Ilmenauer Wissenschaftler mit Peter Dornier-Stiftungspreis ausgezeichnet

Faserverbundwerkstoffe sind wahre Leichtbaukünstler: Sie sind stabil und gleichzeitig deutlich leichter als viele herkömmliche Werkstoffe. Deshalb werden sie unter anderem in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt. Damit sie ihre besonderen Eigenschaften entfalten können, müssen ihre feinen Fasern bei der Herstellung möglichst vollständig und gleichmäßig mit Kunstharz durchtränkt und miteinander verbunden werden.

Genau das stellt jedoch eine besondere Herausforderung dar: Beim sogenannten Resin Transfer Moulding (RTM) wird flüssiges Harz in eine Form mit einem trockenen Fasergewebe gepresst. Das Harz muss dabei durch ein dichtes Netzwerk aus winzigen Zwischenräumen fließen. Strömt es nicht überall gleichmäßig, kann Luft eingeschlossen werden. Es entstehen Poren – mit bloßem Auge kaum erkennbar, aber mit potenziell großer Wirkung.

Weil sich bisher nicht genau vorhersagen lässt, wie stark Poren ein Bauteil schwächen, müssen Konstrukteurinnen und Konstrukteure mögliche Fehler bei der Herstellung mit einplanen. Deshalb bauen sie Bauteile häufig mit zusätzlichen Sicherheitsreserven – und damit schwerer, als nötig. Enthält ein Bauteil zu viele Poren, erfüllt es die Qualitätsanforderungen möglicherweise nicht mehr und muss aussortiert werden. Gerade bei hochwertigen Carbonbauteilen kann das teuer werden.

Porengehalt in Faserverbundstoffen um bis zu 87,5 Prozent reduziert

TU Ilmenau

Um künftig Ressourcen und teuren Ausschuss zu sparen, hat Benedikt Neitzel in seiner Dissertation am Fachgebiet Kunststofftechnik der TU Ilmenau unter Leitung von Prof. Florian Puch die Permeabilität des Fasergewebes untersucht, das heißt wie schnell und auch gleichmäßig Harz durch unterschiedliche textile Faserstrukturen fließt.

Auf Grundlage seiner Untersuchungen entwickelte der Ilmenauer Wissenschaftler eine Methode, mit der sich der Harzfluss genauer berechnen und damit die Entstehung von Poren besser vorhersagen lässt. Darüber hinaus entwickelte er eine automatisierte Prozesssteuerung, die den Herstellungsprozess gezielt beeinflussen kann. In Versuchen konnte so der Porengehalt von Probekörpern um bis zu 87,5 Prozent reduziert werden.

„Gerade in der Luftfahrt ist jedes eingesparte Kilogramm relevant“, so Neitzel:

Leichtere Flugzeuge benötigen weniger Energie und können dadurch langfristig zu einem geringeren Ressourcenverbrauch und niedrigeren Emissionen beitragen.

Eine präzisere Produktion könnte aber auch in anderen Bereichen des Maschinen- und Fahrzeugbaus oder in der Medizintechnik helfen, die Stärken des Faserverbundwerkstoffs optimal auszuspielen, Ausschuss zu vermeiden und vorhandene Rohstoffe besser zu nutzen. Besonders interessant für die Industrie, so Neitzel: 

Meine Methode lässt sich ohne aufwendige zusätzliche Messungen einsetzen. Damit könnten Unternehmen die Erkenntnisse direkt in ihre Fertigungsprozesse übertragen.

Auszeichnung für Nachwuchsforschende

Für diese Arbeit erhielt Neitzel Mitte Juli 2026 den Peter-Dornier-Stiftungspreis. Die Preisverleihung fand bei der Lindauer DORNIER GmbH am Bodensee statt. Der seit 2021 vergebene Preis zeichnet herausragende Arbeiten junger Forschender aus der Textil-, Folien- und Faserverbundtechnik sowie Luft- und Raumfahrt aus und ist mit 5.000 Euro dotiert.

2026 wurde der Preis neben Neitzel auch an Johanna Buschmann vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) verliehen. Sie beschäftigte sich in ihrer Masterarbeit mit der Schadenstoleranz dreidimensional gewebter Faserverbundstrukturen.

Originalpublikation

Neitzel, Benedikt: Analyse der Permeabilität textiler Halbzeuge zur Porenminimierung im RTM-Verfahren. Ilmenau, 2025.