Ziel dieses Projektes war es, die Herstellungskosten für C-faserverstärktes SiC (C/SiC) im Automobil- und Maschinenbau durch Verkürzung der einzelnen Prozessschritte und den Einsatz von Hybridverfahren deutlich zu reduzieren.
C-faserverstärktes SiC (C/SiC) wird als thermisch stabiler und schadenstoleranter Werkstoff mit geringer Dichte als Friktionsmaterial im Automobil- und Maschinenbau eingesetzt. Jedoch sind die Herstellungskosten für Bauteile aus C/SiC durch aufwändige Fertigungsprozesse mit ~ 200 h Dauer sehr hoch. Diese Kosten deutlich zu reduzieren, war die Zielsetzung des Projektvorhabens, in dessen Mittelpunkt die Entwicklung von Bremsbelag-Funktionsmustern für die Automobil- und Maschinenbaubranche stand.
rechts: C-faserverstärkte Hochleistungsbremsbeläge für Pkw; links: Prüfstandsergebnisse (AK-Master-Test) von ersten Funktionsmustern in Realteilgröße; Vergleich „Low Steel“-Belag (Referenz) – C/SiC-Reibbelag (Neuentwicklung)
Jeder Prozessschritt der C/SiC-Herstellung wurde überarbeitet. C-Gewebe wurde durch C-Kurzfasern, Filz oder Vlies ersetzt. Schnellere und effizientere Heizmethoden wie das FAST-Verfahren (Field Assisted Sintering Technique) oder die Mikrowellenheizung wurden erfolgreich erprobt. Der Einsatz von Additiven und Verfahrensmodifizierungen (z. B. Integration von r-CVI) ermöglichte die Herstellung, Erprobung und stetige Weiterentwicklung neuer Bremsbeläge.
In allen signifikanten Prozessschritten (CFK-Herstellung, Pyrolyse, Silizierung, Endbearbeitung) wurden Einsparmöglichkeiten von insgesamt deutlich über 50 % erschlossen. Durch die Mikrowellenhybridheizung konnte die Energiemenge für die Pyrolyse nahezu halbiert werden. Werkstofftechnisch gelang die Herstellung von Funktionsmustern für PKW-Hochleistungsbremsbeläge mit guten tribologischen Eigenschaften. Die Reibwerte liegen meist über dem Niveau des nichtkeramischen Referenzmaterials. Der Verschleiß der Beläge konnte bereits signifikant gesenkt werden. Die ebenfalls in diesem Projekt entwickelten Reibringe (Statoren) für Notbremsen übertreffen teilweise sogar die derzeitig eingesetzten Materialien hinsichtlich Reibwertniveau und Verschleiß.
