Anwendungen von Polymer-Matrix-Verbundwerkstoffen in den Aufzügen der Zukunft

von Emre Köroğlu und Ali Kiliç

Dieses Papier wurde auf der vorgestellt 2022 Internationales Symposium für Aufzüge und Fahrtreppen in Barcelona, ​​Spanien.

Abstract

Eines der beliebtesten Forschungsgebiete weltweit sind innovative Baumaterialien. Mehrere Forscher konzentrieren sich aufgrund ihrer hohen Leistung und Vielseitigkeit besonders auf Polymermatrix-Verbundwerkstoffe (PMC), die den technischen Ansatz für Bausysteme in naher Zukunft verändern können. Betrachtet man das Jahr 2030 – erwähnt im Thema dieses Symposiums – ist es offensichtlich, dass unsere Prognose für die nächste Generation von Aufzügen die nahe Zukunft sein sollte. Eine geschätzte Projektion sollte für die Entwicklung futuristischer Aufzugsdesigns möglich sein, die sich in den nächsten 10 Jahren stark von den aktuellen unterscheiden werden. Betrachtet man die jüngste Pandemie aus pessimistischer Sicht, reichen 10 Jahre möglicherweise nicht aus, um die Aufzugstechnologie radikal zu ändern. Aber auf jeden Fall ist es eine gewisse Realität für heute und wird es auch in Zukunft wieder sein, dass alle Beteiligten der Aufzugsindustrie versuchen, ihre Produkte bei ihren Kunden bevorzugter zu machen, während sie versuchen, die Kosten für ihre Produkte zu senken Produkte. Gemäß dieser Realität scheint es möglich, dass neue Ideen, um das Produkt bevorzugter zu machen, innerhalb von 10 Jahren in die Anwendung umgesetzt werden. Aufgrund der allmählich zunehmenden Verwendung von PMC-Materialien in vielen Branchen der Industrie wird eine dieser Ideen die Verwendung von PMC-Materialien für Aufzugskomponenten sein, um den Aufzug leichter, stärker, ästhetischer und energieeffizienter zu machen. Daher werden in diesem Artikel die Arten von Verbundwerkstoffen, geeignete Herstellungsverfahren mit Verbundwerkstoffen für Aufzugsteile, Vorteile von Verbundwerkstoffen für Aufzüge und Herausforderungen von Verbundwerkstoffanwendungen in Übereinstimmung mit Aufzugsvorschriften diskutiert. Zusammenfassend bietet dieser Artikel zufriedenstellende Informationen zu Aufzugsanwendungen von PMC-Materialien, die innovative Alternativen für Aufzugskomponenten darstellen. 

1. Einleitung

Verbundstrukturen werden aus zwei oder mehreren unterschiedlichen Materialien hergestellt, ohne sich ineinander aufzulösen. Das ergibt eine neue Kombination im Makro-/Mikro-/Nanomaßstab, sodass sie überlegene Eigenschaften zeigen. Komponenten werden als Matrix und Verstärkungsmaterial (Faser) bezeichnet. Die Matrix hält die Struktur zusammen, schützt das Verstärkungsmaterial und überträgt die aufgebrachte Kraft auf die Verstärkungsmaterialien, während das Verstärkungsmaterial (Faser) die Last trägt, der die Struktur ausgesetzt wird. Das Matrixmaterial, das die Fasern vor korrosiven und oxidativen Einflüssen schützt, kann je nach Einsatzgebiet Polymer, Metall oder Keramik sein. Metallmatrizen, die abriebfest sind, eine hohe Bruchzähigkeit und Druckfestigkeit aufweisen, können keine gute Grenzfläche mit jeder Verstärkungskomponente bilden, was die Herstellung schwierig macht.^[1,2]. Keramische Matrizen sind beständig gegen extreme Temperaturen, Licht, Erosion und Abrieb.^[2]. Aufgrund ihrer Härte sind sie extrem spröde und weisen eine geringe Bruchdehnung auf. Daher sind 90 % der weltweit produzierten Verbundwerkstoffe Polymermatrix.^[1]. Polymermatrizen werden je nach ihrem Reaktionsverhalten auf Wärme in Duroplaste oder Thermoplaste eingeteilt. Duroplaste werden gegenüber Thermoplasten bevorzugt, da sie einfach herzustellen und isotrop sind.^[3]. Das wichtigste Merkmal von PMC-Materialien ist, dass sie einen hohen spezifischen Festigkeitswert haben. Verbundwerkstoffe mit Polymermatrix, die einen fünfmal höheren spezifischen Elastizitätswert als Aluminium aufweisen, werden in Bereichen wie der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie, in denen sowohl Festigkeit als auch Leichtigkeit erforderlich sind, gegenüber Aluminiumlegierungen bevorzugt. Die Kompatibilität von PMC mit vielen verschiedenen Verstärkungsmaterialien hat auch die Herstellung komplexer Teile erleichtert.^[2]. Verstärkungsmaterialien, die mit Polymermatrizen verwendet werden, sind im Allgemeinen Glas-, Kohlenstoff- oder Aramidfasern.^[4].

Es gibt verschiedene Produktionsmethoden, die mit duroplastischen und thermoplastischen Harzen in der PMC-Produktion kompatibel sind. Ein sehr einfaches System ist das Handverlegen, das darauf basiert, das flüssige Harz mit einer Walze zwischen den Verstärkungsschichten zu verteilen. Als zweiter Ansatz werden das Verstärkungselement und das Matrixharz während des Sprühverlegens zusammen über eine Oberfläche gesprüht. Beim Formpressverfahren basiert es auf der Bildung der Teilegeometrie bei erhöhten Drücken, wenn die Form durch die Faser komprimiert und die Matrix in eine offene Form eingebracht wird. Abgesehen von diesen Verfahren sind Vakuuminfusions-, Pultrusions- und Filamentwickelverfahren die anderen, am meisten bevorzugten Verfahren. Beim Vakuuminfusionsverfahren wird eine geschmolzene Matrix auf das in einer evakuierten Form angeordnete Verstärkungselement gespritzt und das Harz nach dem Füllen des Hohlraums ausgehärtet. Beim Pultrusionsverfahren werden zunächst Verstärkungsfasern in das Harzbad getaucht, dann in der Form geformt und bei Aushärtetemperaturen die endgültige Form des Profils gebildet. Anders als bei der Pultrusion wird beim Filament Winding nach dem Harzbad das überschüssige Harz auf den Verstärkungsfasern abgeworfen und die Profilform durch Wickeln der Fasern auf einen Dorn in der Trocknungsvorrichtung gebildet.

2. PMC-Werkstoffe im Aufzugsbau

Bevor wir eine Antwort auf diese Frage finden, müssen wir das Thema aus einer etwas breiteren Perspektive betrachten und verstehen, warum Verbundwerkstoffe eine Alternative zu anderen Strukturmaterialien sind. Eigentlich ist es nicht schwer zu verstehen. Denn angesichts ihrer Leistungsfähigkeit ist klar, warum Verbundwerkstoffe eine ernsthafte Alternative zu vielen anderen Werkstoffen sein können. Polymermatrix-Verbundwerkstoffe (PMC) sind bei gleichen mechanischen Eigenschaften 60 % bis 80 % leichter als Stahl und 20 % bis 50 % leichter als Aluminium.^[5,6]. Allein diese Eigenschaften haben Verbundwerkstoffe zu einer höchst bevorzugten Alternative in vielen technischen Anwendungen gemacht. Darüber hinaus wird angenommen, dass Verbundwerkstoffe in den Bereichen, in denen sie verwendet werden, Vorteile wie Leichtigkeit, Designflexibilität und Haltbarkeit bieten, was den Bau erleichtert und die Nachhaltigkeitsbewertung eines Gebäudes erhöht.^[7].

Aufgrund ihrer überlegenen mechanischen Eigenschaften, ihrer Flexibilität im Design und ihrer hohen Leistung bei relativ niedrigen Kosten werden Verbundwerkstoffe häufig in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, insbesondere im Transportwesen, im Baugewerbe, in der Automobilindustrie und in der Luft- und Raumfahrt.^[8]. Ihre Nutzungsrate steigt von Tag zu Tag, beispielsweise wurde in der Automobilindustrie seit 5 ein jährliches Wachstum von 2015 % beim Einsatz von Verbundwerkstoffen beobachtet.^[5,9,10]. Die Masse des im Flugzeug Boeing B-787 Dreamliner verwendeten Verbundmaterials beträgt ungefähr 50 % der Masse des gesamten Flugzeugs.^[11]. Insgesamt gesehen hat die globale Marktgröße für Verbundwerkstoffe bis 1188.4 2019 Milliarden US-Dollar erreicht^[12] während die weltweite Nachfrage nach Verbundwerkstoffen im Jahr 22.2 etwa 2015 Milliarden US-Dollar betrug^[5,9,10]., … etc. stützt diese These. 

Zusammenfassend weisen die oben genannten technischen und statistischen Daten darauf hin, dass Verbundwerkstoffe der Werkstoff der Zukunft sein werden. Daher ist die beste Antwort auf die Frage, warum wir PMCs in Aufzügen verwenden sollten, eine andere Frage: Warum nicht? In Anbetracht der Ziele, das strukturelle Gewicht von Aufzügen zu verringern; darauf abzielen, Energieeffizienz sicherzustellen, indem das Gewicht beweglicher Komponenten reduziert wird; Haltbarkeit der kritischen Strukturkomponenten, die widerstandsfähiger gegen Umgebungsbedingungen wie Korrosion sind; flexibel und ästhetisch genug herzustellen, um unterschiedliche architektonische Designs zu realisieren und damit einen Unterschied zu machen … und wenn wir dabei die mechanischen Festigkeitskriterien erfüllen müssen, gibt es keine andere Alternative als PMC-Material.

Obwohl die oben aufgeführten Anforderungen unter den heutigen Bedingungen willkürlich erscheinen, werden sie in naher Zukunft von der Aufzugsindustrie als eine Notwendigkeit betrachtet. Die Zunahme der Gebäudehöhen und die Diversifizierung der Gebäudeformen werden die Erneuerung der heutigen funktionalen Aufzugsdesigns erforderlich machen. In der Transformation, die mit solchen Anforderungen beginnen wird, wird die Rolle von PMC-Materialien im Aufzugsbereich ziemlich groß sein.

3. Anwendung von PMC-Materialien als Aufzugskomponenten

3.1. Aktueller Stand der Technik

In der Literatur sind zwei Beispiele für die Verwendung von PMC-Materialien in Aufzügen bekannt. Eines davon ist KONE UltraRope^®, ein kohlenstofffaserverstärktes Aufzugseil, und das andere ist die Verbundwerkstoff-Aufzugskabine, die für das von TK Elevator (TKE) entwickelte Linearmotor-Aufzugssystem MULTI entwickelt wurde. Die Hauptmotivation beider Designideen ist dieselbe: Leichtigkeit.

Das im Pultrusionsverfahren hergestellte Aufzugseil aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) KONE UltraRope ist eine Art PMC-Material. Wenn wir uns die Ressourcen zu diesem Thema ansehen, sieht man, dass vier verschiedene Epoxidharz-Formulierungen untersucht werden, und man kommt zu dem Schluss, dass ein auf Säureanhydrid basierendes Epoxid die optimale Epoxid-Formulierung für die Herstellung von CFK-Seilen ist.^[13]. Mit diesem Produkt ist es KONE gelungen, das Gewicht des Aufzugseils selbst um mehr als 50 % zu reduzieren. In einem 500 m hohen Gebäude bedeutet der Einsatz herkömmlicher Aufzugs-Hebetechnik, dass rund 27,000 kg schwere Massen bewegt werden. Es reduziert das Gewicht der bewegten Massen im Schacht eines 500 m hohen Gebäudes auf etwa 13,000 kg. In den einführenden Informationen von KONE zum Produkt wurde betont, dass diese Beleuchtung zwischen 15 % und 40 % an Energieverbrauch und Betriebskosten einspart.^[14].

Bei dem von TKE entwickelten MULTI-System begegnen wir einem Aufzugssystem mit Linearmotor, bei dem keine Seile verwendet werden. Auch hier ist die Situation, die die Konstrukteure dazu veranlasst, PMC-Material zu verwenden, die Gewichtsreduzierung der bewegten Masse. Dazu werden Aufzugskabinenverkleidungen aus CFK-Material, einer Art PMC, konstruiert. Bei Betrachtung der entsprechenden Quellen zeigt sich, dass das Gesamtgewicht der bewegten Masse bei dem Aufzugsmodell mit CFK-Material um ca. 40 % gegenüber dem Gewicht beim herkömmlichen Aufzugsmodell abgenommen hat. Dieselbe Quelle sagt, dass die Aufhellung 80 % beträgt, wenn nur die Gewichte der Kabinenwände verglichen werden. Darüber hinaus wurde berichtet, dass „das entworfene Aufzugsmodell genehmigt wurde, um die Festigkeits- und Steifigkeitskriterien zu erfüllen, die in den Aufzugsinspektionsparametern angegeben sind“.^[15].

3.2. Zukunft von PMCs in Aufzügen

Es ist leicht vorhersehbar, dass parallel zur weiten Verbreitung von Verbundwerkstoffen (insbesondere PMC) in nahezu allen Bereichen die Vielfalt der Aufzugskomponenten mit PMC absolut zunehmen wird. Während erwartet wird, dass in naher Zukunft Aufzüge mit Linearmotoren (sogenannte seillose Aufzüge) zum Einsatz kommen werden, ist es offensichtlich, dass traditionelle Seil- und hydraulische Aufzüge weiterhin in Neubauten installiert werden. Unabhängig davon, welches Aufzugssystem in naher Zukunft in Gebäuden installiert werden soll, die Notwendigkeit, das Gewicht der gesamten bewegten Masse zu reduzieren, wird ein technisches Problem bleiben, das innovative Ideen in der Branche entstehen lässt. Es wird angenommen, dass die Komponenten, auf die sich dieses Problem konzentriert, und daher die Aufzugskomponenten, in denen PMCs verwendet werden können, die sich bewegenden Strukturen des Aufzugs wie Kabine, Kabinenrahmen, Gegengewichtsrahmen, Kabinentür, Seile, Umlenkung sein werden Riemenscheiben und Bremsgetriebe. Unter diesen Komponenten sind die Kabine, der Kabinenrahmen und die Kabinentür in allen Systemen zu finden, während die Verwendung anderer Komponenten je nach Aufzugssystem variieren kann. Diese Variabilität ist prädiktiv in Tabelle 1 zusammengefasst.

Wie aus der Tabelle ersichtlich, kann fast jede sich bewegende Aufzugskomponente aus PMC-Material hergestellt werden, während aufgrund der Erleichterung, die die Verwendung von PMC-Material im System schaffen wird, die Verwendung einiger Komponenten vorhersehbar ist nicht mehr erforderlich sein und PMC-Materialien werden in anderen nicht bevorzugt. Wenn beispielsweise PMC-Materialien gemäß Tabelle 1 verwendet werden, ist die Verwendung einer Ausgleichskette in einem herkömmlichen elektrischen Aufzugssystem möglicherweise nicht erforderlich, und das Gegengewichtsmaterial und die Gegengewichtskarkasse werden möglicherweise nicht bevorzugt unter Verwendung von PMC-Materialien hergestellt, da ihr Zweck dies ist Gewicht zu schaffen. Bei dem Beispiel eines Linearmotorsystems können die Kabine und der Kabinenrahmen als integrierte Struktur entworfen werden und die Verwendung anderer Komponenten kann aufgrund der Struktur des Aufzugssystems nicht notwendig sein.

Obwohl sich der Einsatz von PMC in Aufzügen hauptsächlich auf bewegliche Teile konzentriert, kann der Einsatz von PMC in anderen Aufzugskomponenten – wie Maschinenchassis, Schienen und Schienenverbindungskonsolen und sogar Schachttüren – in Bezug auf statische Belastungen oder Umgebungsbedingungen wie z als Korrosion.

3.3. Mit PMCs hergestellte Aufzugskomponenten

Wenn wir uns die Herstellungsverfahren mit duroplastischen PMCs ansehen, stoßen wir auf fünf grundlegende Techniken, die weit verbreitet sind. Dies sind Handauflege-, Sprühauflege-, Harzspritzpressen-, Pultrusions- und Prepreg-Techniken. Nimmt man diese Herstellungsverfahren als Stand der Technik an, so lassen sich mit diesen bekannten Verfahren alle in Tabelle 1 aufgeführten Bauteile herstellen. Welche Fertigungstechnik zum Einsatz kommt, lässt sich anhand von drei Grundkriterien ermitteln, die sich auf das herzustellende Bauteil beziehen. Das erste dieser Kriterien ist, ob das Bauteil in Teilen oder als Festkörper hergestellt wird, das zweite ist die Geometrie des herzustellenden Bauteils oder der Teile des Bauteils und das letzte ist die mechanische Leistung, die von dem Bauteil erwartet wird.

Um Bauteile mit Verbundwerkstoffen herzustellen, wäre es angebracht, jedes Teil in der Konstruktionsphase unter Berücksichtigung des Herstellungsverfahrens zu bewerten und die Komponenten gemäß dem Bewertungsergebnis zu konstruieren. Betrachtet man beispielsweise die Herstellung des Fahrkorbrahmens eines konventionellen Elektroaufzugs aus PMC-Materialien, muss hier zunächst entschieden werden, ob diese Struktur als Ganzes (massiv) oder in Teilen hergestellt werden soll. Auf diese Frage gibt es keine absolut richtige Antwort. Die Antwort kann also je nach dem mit technischen Ansätzen erstellten Design variieren. Durch die Verwendung von PMC kann diese Struktur als massive Struktur entworfen werden, oder sie kann als eine Konstruktion ähnlich der aus Stahl gedacht werden, dh als Teile, die später aneinandergefügt werden. In diesem Fall wird bei solider Karkassenkonstruktion VARTM produziert, in anderen Fällen werden die separat hergestellten Teile mechanisch oder chemisch verbunden. Das Herstellungsverfahren jedes Teils, das die Karkasse bilden wird, kann auf ähnliche Weise bewertet werden. Für dieses Beispiel ist die Geometrie aller in Abbildung 3-c und Abbildung 3-e gezeigten Teile für das Pultrusionsverfahren geeignet. Es ist auch möglich, nach unterschiedlichen Verfahren hergestellte Teile mit mechanischen oder chemischen Bindemitteln zu kombinieren. 

In der Entscheidungsphase über das Herstellungsverfahren werden Verstärkungselement und Matrixmaterial gleichzeitig gemäß den mechanischen Randbedingungen ausgewählt. Als Verstärkungsmaterial können Kohlefaser oder Glasfaser bevorzugt sein, als Matrix können Epoxid- oder Polyesterharze mit einer Mischung verschiedener Wirkstoffe bevorzugt sein. Obwohl es möglich ist, Materialpräferenzen nach Simulationen festzulegen, müssen die mit experimentellen Methoden getroffenen Auswahlen für die gewünschte mechanische Leistung verifiziert werden. Aus diesem Grund sind die Rezepte, die zur Erzielung der gewünschten Ergebnisse erstellt werden, Know-how. Wenn die gewünschten Ergebnisse nicht erzielt werden, kann es unvermeidlich sein, zum Anfang zurückzukehren und das Komponentendesign zu überprüfen. Um diesen Prozess verständlicher zu machen, wurde in Abbildung 4 ein Flussdiagramm dargestellt.

3.4. Herausforderungen beim Einsatz von PMC-Produkten in Aufzügen

PMC-Materialien sind überlegene Strukturen, die die mechanischen Leistungserwartungen der Sektoren erfüllen, in denen sie verwendet werden, und in vielen Anwendungen sogar eine besser als erwartete Leistung zeigen. Je nach Branche besteht die erwartete Leistung von PMC-Materialien jedoch möglicherweise nicht nur darin, die mechanischen Anforderungen zu erfüllen. Neben mechanischen Anforderungen können auch durch Umgebungsbedingungen bedingte Leistungsparameter wie elektrische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit, Entflammbarkeit, Recyclingfähigkeit etc. entscheidend für den Einsatz von PMC-Materialien sein. Ein Beispiel einer solchen Situation findet man in der Aufzugsindustrie. Die Norm EN 81-20 bezieht sich auf die Norm EN 13501-1 und besagt, dass die in Artikel 5.4.4 definierte tragende Struktur der Kabine aus nicht brennbaren Materialien bestehen muss. Auch wurde vom zuständigen CEN-Gremium im Frage-Antwort-Abschnitt erläutert, dass unter tragender Struktur hier der Kabinenrahmen und die tragende Plattform zu verstehen seien. Diese Struktur, die eine der am besten geeigneten Aufzugskomponenten für die Verwendung von PMC-Material in der Aufzugsanlage ist, sowohl hinsichtlich der Belastung, der sie ausgesetzt ist, und damit der erforderlichen Festigkeitskriterien, als auch hinsichtlich ihres Anteils von fast 30 % vom Gesamtgewicht der bewegten Masse, müssen nach Norm aus nicht brennbaren Materialien gefertigt sein. Es liegt auf der Hand, dass die nach der Norm EN 13501-1 definierten Brennbarkeitsklassen nicht mit einem unmodifizierten Polymer bereitgestellt werden können. Mit anderen Worten, wenn die Kabinenkarkasse mit PMC-Material hergestellt werden soll, sollte das Materialdesign vor dem Karkassendesign untersucht werden, und das Know-how, das das Nichtentflammbarkeitskriterium erfüllt, sollte erlangt werden. Gemäß der Literatur ist bereits bekannt, dass die Nichtentflammbarkeitseigenschaft von PMC-Materialien mit einigen chemischen Mitteln, die mit dem Harz gemischt werden, oder durch Beschichten der Oberfläche eines Endprodukts verbessert werden kann. Beispielsweise wurde berichtet, dass mit Flammschutzmitteln auf Phosphatbasis Ergebnisse mit geringer Toxizität, Halogenfreiheit und geringer Rauchemission erzielt werden können. Allerdings sollten die Auswirkungen solcher theoretischer Rezepturen auf die mechanischen Eigenschaften des Materials oder des Herstellungsprozesses in der Praxis beobachtet und optimiert werden.

Neben dem Aufwand für die PMC-Materialentwicklung nach aktuellen Aufzugsnormen besteht eine weitere Herausforderung darin, theoretisch bekannte Produktionsverfahren in der Praxis anzuwenden. Während die Methode der Anwendung der Technik in Bezug auf die Herstellung mit PMC in der Literatur klar ist, wurden die Parameter, die den Prozess während der Anwendung beeinflussen, nicht viel erwähnt. Beispielsweise können Betriebsparameter des Pultrusionsverfahrens wie optimale Faserzahl, Faserführungsstufen, Linienzuggeschwindigkeit, Düsentemperatur, Kühlstrecke usw. nur gemäß den experimentellen Studienergebnissen bestimmt werden. Für diese und ähnliche Betriebsparameter kann kein Standardwert angenommen werden. Der Hauptgrund dafür ist die unterschiedliche Rezeptur, die den PMC-Gehalt bestimmt. Die Tatsache, dass eine Zutat dem Rezept hinzugefügt oder daraus entfernt wird oder sich die proportionale Menge einer vorhandenen Zutat ändert, kann sich direkt auf die Betriebsparameter auswirken. Mögliche Auswirkungen und Optimierungsprozesse gemäß der neuen Situation sind nur mit empirischen Methoden möglich. Darüber hinaus erschweren die Vertraulichkeit der Verbundwerkstoffindustrie und Einschränkungen beim Informationsaustausch all diese Prozesse zusätzlich.

Die Arbeit mit PMC-Materialien im Allgemeinen unterscheidet sich stark von der Arbeit mit Stahl, sowohl in Bezug auf das Design als auch auf die Herstellung. Stähle haben eine homogene Struktur und werden nach ihrem in den Normen definierten chemischen Gehalt und damit nach ihren mechanischen Eigenschaften diversifiziert. Der allgemeine technische Ansatz bei Konstruktionen unter Verwendung von Stahl besteht darin, eine dimensionale Teilekonstruktion synchron mit der Auswahl eines geeigneten Qualitätsstahls gemäß den Festigkeitsanforderungen zu erstellen. Wenn die beim Bauartnachweis erzielten Ergebnisse nicht den Erwartungen entsprachen, können die Ergebnisse durch die Wahl eines anderen Stahls mit anderer Qualität oder durch eine Überarbeitung der Teileabmessungen verbessert werden. Bei der Arbeit mit Verbundwerkstoffen unterscheidet sich der Prozess jedoch geringfügig von dieser herkömmlichen Methode. Zunächst einmal sind PMC-Materialien möglicherweise nicht so homogen wie Stahl. In diesem Fall wird das Verhalten dieser inhomogenen Struktur unter Last ein neues technisches Problem aufwerfen. Neben der Lösung dieses Problems kann die aktuelle Situation jedoch auch in einen Vorteil umgewandelt werden. Beispielsweise kann in Bereichen, in denen die Belastungsdichte auf dem PMC-Teil hoch ist, die lokale Festigkeit erhöht werden, indem in die Anzahl oder Ausrichtung der Fasern eingegriffen wird. Zusammenfassend sollte ein Ingenieurteam mit altmodischen Fähigkeiten in der Stahlverarbeitung lernen, neue Situationen zu analysieren und Lösungen zu finden, die sich aufgrund der Natur von PMCs ergeben.

4. Schlussfolgerungen

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass PMCs als Materialien der Zukunft in den Aufzügen der Zukunft verwendet werden und eher als realistische Vorhersage denn als utopischer Ansatz angesehen werden können. Für den Fall, dass diese Einschätzung eintrifft, werden sich die Engineering-Ansätze der Komponenten- und Systemhersteller, die die Aufzugsindustrie bedienen, unterscheiden. Die Entwicklung neuer PMC-Materialien, die Erstellung einer geeigneten Rezeptur entsprechend den Anforderungen, die Optimierung der Produktionsprozesse nach verschiedenen Rezepturen und die Konstruktion des kompletten Aufzugssystems mit PMC-Komponenten werden in naher Zukunft auf der Agenda der Aufzugs- und Komponentenhersteller stehen.

Referenzen

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