Die Technologie MCC^®

MineralCarbonComposite Technology - MCC^® – steht für das Herstellungsprinzip eines Hybridwerkstoffsystems, mit dem sich fast alles konstruieren lässt, was leicht, steif und in weiten Grenzen zerstörungsfrei elastisch sein muss, sowie einen geringen Temperaturausdehnungskoeffizienten haben soll.

Das System basiert auf einem druckstabilen Kern, bestehend aus Steingut im weiteren Sinn, und Fasermaterial an den Oberflächen, entweder einseitig oder beidseitig oder sogar ganz umhüllend mit Hilfe von speziellen Harzsystemen aufgebracht. Damit können bis zu 1,2 mm dünne “Steinbleche” produziert werden. Bei der Beschichtung wird eine Vorspannung in den Verbund gebracht. Aus diesem Grund lassen sich die beschichteten Bleche und andere Steingeometrien in einstellbaren Grenzen biegen, kommen aber bei Entlastung immer in die Ausgangsposition der Herstellung zurück. Bereits an dieser Stelle unterscheidet sich das Material fundamental von Metallwerkstoffen.

Solche Stein-Bleche sind, wenn sie 1 oder 2 mm dünn sind, leichter als Aluminium.

Die Steinbleche haben Masse bis zu 2m x 3m, können zu Streifen geschnitten und anschliessend zu Rohren mit rechteckigem Querschnitt verklebt werden. Wenn die Rohre einen Durchmesser von über 15 cm haben, können auch Rundrohre – durch (ggfls. mehrschichtiges) Aufrollen des Materials – hergestellt werden und so zum Beispiel als Aufpralldämpfer Verwendung finden.

Druck- und formstabile Konstruktionen von Bauteilen oder kompletten tragenden Strukturen bieten ein weites Anwendungsfeld im Bausektor von Gebäuden und Brücken und im Karosserie- und Teilebau von Fahrzeugen zu Wasser, zu Land und in der Luft.

MCC^® ist die Kombination aus

• druckstabilen Materialien wie Kunststein (Zement- oder Harz-gebundene Materialien), Naturstein, Keramik oder glashaltigen Substanzen

und

• Fasermaterialien wie Carbonfasern, Steinfasern, Kunststoffasern und natürlichen oder gehärteten Pflanzenfasern

Das verbindende Element sind Harzsysteme, die die Fasern vollständig umschliessen, in die poröse Oberfläche der Steinmaterialien eindringen und somit einen nahtlosen Kraftschluss zwischen den Komponenten ermöglichen.

Ein wichtiges Merkmal von druckstabilen porösen Steinmaterialien ist die Fähigkeit Schwingungen in einem breiten Frequenzspektrum zu absorbieren.

Am Beispiel CFS^®- CarbonFaserStein oder CarbonFiberStone - kann gezeigt werden, wie gut die Verbindung von Granit und Basalt mit Carbonfasern funktioniert.

Insbesondere Naturstein ist in dieser Materialkombination deshalb interessant, da er mit wenig Energieaufwand gewonnen werden kann und bereits von der Natur durch hohen Druck und große Wärme mit unglaublichen Eigenschaften ausgestattet ist und durch eine mehrere hundert Millionen Jahre dauernde Entstehungszeit aus mechanischer Sicht nicht nur eine hohen Grad an Homogenität aufweist, sondern in der Lage ist, hohe Druck und Scherkräfte zerstörungsfrei aufzunehmen.

Gegenüber Beton hat Naturstein den Vorteil, dass er mindestens 2x druckstabiler und 4x zugstabiler ist und de facto nicht altert, zumindest nicht innerhalb von Zeiträumen, die für menschliches Bauen und Konstruieren relevant wären.

Mit Hilfe der Carbonfaser wird dem Stein enorme Zugstabilität gegeben und es entsteht ein Werkstoff mit dem gleichen spezifischen Gewicht wie dem von Aluminium oder je nach Auslegung auch weniger.

Mit Hilfe von Vorspannung durch die Carbonfaser wird es möglich die Porosität im Stein in dessen Biegefähigkeit zu wandeln, harter Granit zeigt bisher unbekannte elastische Eigenschaften.

Die Streckgrenzen von CFS® - die zerstörungsfreie Biegefähigkeit – sind höher als bei Metallen, das Material kann de facto nicht verbogen werden
und kommt stets in seine Ausgangsform zurück.

Das E-Modul von CFS^® ist in weiten Grenzen durch Faserrichtung und Faserstärke einstellbar, und zwar in den Grenzen der E-Module von Aluminium und härtestem Stahl, bei einem spezifischen Gewicht von 2,4 –  2,7 g/cm³, je nach Carbonanteil.

Die Eigenschwingungsdämpfung von CFS^® ist bei korrekter Bauteilauslegung fast linear.

Weitere Kombinationen sind SFS^® – StoneFiberStone, GFS^® – GlassFiberStone und NFS^® – NaturalFiberStone, die nicht nur unterschiedliche anwendungsspezifische Merkmale haben, sondern interessante Werte bzgl. der benötigten Herstellungsenergie zeigen, bis hin zu der Fähigkeit selbst CO2 bei der Materialherstellung zu binden.

Ziel ist die Entwicklung eines einstellbaren Materialsystems auf dem Weg zu CO2-armen bzw. CO2-bindenden Materialien, sogenannten CleanMaterialSystems – CMS^® - die notwendig werden, um einerseits die industrielle Entwicklung zu optimieren und dadurch einer breiteren Masse zugänglich zu machen, während – gleichzeitig – die zeitlich kritische Aufgabe zu lösen ist, die Atmosphäre von Treibhausgas-Emissionen zu entlasten, um das Klimasystem auf dem gewünschten Level zu stabilisieren und die Weltmeere zu entlasten.

Ziel ist es künftiges Produkt-Engineering in die Lage zu versetzen gezieltes “CO2-Engineering” neben das rein technische Engineering zu stellen.

Hier finden Sie die neueste Ausgabe unseres Informations-Flyers introductionMCC®.