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FP6

PRO-HEAD — Ergebnis in Kürze

Project ID: 508179
Gefördert unter: FP6-SME
Land: Italien

Neuartige Verbundwerkstoffe ergeben stoßfeste Helme

Mit dem Inkrafttreten neuer Vorschriften ist die Helmpflicht für Motorradfahrer und Bauarbeiter verbindlich - ebenso wie bei vielen Freizeitbeschäftigungen. EU-finanzierte Forscher konnten neuartige Werkstoffe und Bearbeitungsverfahren entwickeln. Ergebnis ihrer Arbeit waren schlagzähe Helme mit überragender Leistungsfähigkeit - und das bei einem Bruchteil der Kosten im Vergleich zu konventionellen Technologien.
Neuartige Verbundwerkstoffe ergeben stoßfeste Helme
Die europäischen Helmproduzenten sind meist kleine und mittlere Unternehmen (KMU), denen neuartige Produkte zu wettbewerbsfähigen Preisen höchst willkommen sind, um profitabel zu bleiben. Die EU-Finanzmittel des PRO-HEAD-Projekts ("Hybrid thermoplastic composites for recyclable and high performance head protection systems") versetzten nun europäische Forscher in die Lage, kostengünstige innovative Hochleistungs-Helmschalen auf der Basis des Einsatzes von Formgedächtnislegierungen in thermoplastischen Werkstoffes zu entwickeln.

Unter thermoplastischen Materialien versteht man Kunststoffe, die sich durch Erwärmen wiederholt verflüssigen lassen, bei der Abkühlung umgeformt werden können und dann fest werden. Einer ihrer Hauptvorteile ist, dass sie auf diese Weise sehr gut recycelbar sind. Formgedächtnislegierungen sind Werkstoffe, die sich an ihre vorherige Form "erinnern" und aus diesem Grund eine beträchtliche Schlagzähigkeit aufweisen.

Polypropylen (PP) ist einer der am häufigsten eingesetzten thermoplastischen Werkstoffe, muss allerdings oft mit Glas oder natürlichen Fasern verstärkt werden, um die bei vielen technischen Anwendungen erforderliche Steifigkeit und Festigkeit zu erzielen. Eigenverstärkte Polymere stellen eine Lösung für dieses Problem dar, da sie zu 100% aus einzelnen Polymeren bestehen, deren Molekülketten sich selbstständig ausrichten und Verstärkungsfasern innerhalb der Polymermatrix bilden.

Die Forscher versuchten, ein Hybridkomposit aus einem superelastischen Material (Nitinol) und einem eigenverstärktem Polypropylen herzustellen. Sie wählten MFT, ein leichtes eigenverstärktes Polymer auf Basis der MFT-Technologie (mouldable fabric technology), das nun als Tegris bekannt ist, mit exzellenter Steifigkeit und einer deutlich höheren Schlagzähigkeit als bei herkömmlichen thermoplastischen Verbundwerkstoffen.

PRO-HEAD gelang die erfolgreiche Entwicklung eines neuartigen superelastischen Formgedächtnislegierungs-Hybridtextils sowie eines einfachen, umweltfreundlichen und kostengünstigen Einschritt-Umformverfahrens.

Eine flache Hybridprobe bewies eine 30%ige höhere absorbierte Aufprallenergie im Vergleich zu einer einfachen flachen Thermoplastprobe. Überdies demonstrierte ein Prototyp eines Motorradhelms eine 10%ige Erhöhung der absorbierten Aufprallenergie im Vergleich zu einem herkömmlichen glasfaserverstärkten Helm gleichen Gewichts.

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