Flexible Keramikverbunde für Schutzlösungen der Zukunft

Im Fraunhofer-internen Förderprojekt ArMorpH (»Armor with flexible Morphology«) bündeln die Fraunhofer-Institute IKTS, ICT, IGP und EMI ihre Kompetenzen für eine neue Generation flexibler Schutzsystemen. Ziel ist es, dreidimensional formbare Leichtbaupanzerungen aus Hochleistungskeramik und Polymerfaserverbunden zu entwickeln. Daraus sollen leichte, ergonomische und leistungsfähige Lösungen für den Körper-, Fahrzeug- und Objektschutz entstehen.

Armorph darstellungen auf einer Schutzweste und einer Autotür - beides computergenerierte Modelle .
© Fraunhofer IKTS
Prinzipdarstellung der Demonstratoren: links: Schutzwesteneinschub – elastischer Schutz mit Keramikbausteinen auf verformbarem Backing; rechts: beispielhaft zwei gepanzerte Segmente einer Sonderschutzfahrzeugtür – flexible Abformung komplexer Geometrien mit Keramikbausteinen auf steifem Backing

Herkömmliche metallische oder faserverstärkte Schutzsysteme sind oft schwer, steif und kostenintensiv. Im Projekt ArMorpH soll die hohe Härte und Widerstandsfähigkeit keramischer Werkstoffe mit dem geringen Gewicht und der Formflexibilität von Faserverbunden kombiniert werden. Dadurch können künftig auch geometrisch komplexe Oberflächen und Strukturen effizient geschützt werden – von ergonomischen Körperschutzelementen über Sonderschutzfahrzeuge bis hin zu kritischer Infrastruktur und mobilen Systemen.

Im Zentrum des Konzepts stehen leichte, dreidimensional ineinandergreifende Keramikbausteine. Sie werden mit einem flexiblen Mehrlagen-Backing und elastischen Klebsystemen zu einem anpassungsfähigen Schutzverbund kombiniert. Der segmentierte Aufbau eröffnet zudem Perspektiven für Reparatur und Recycling..

Vier Fraunhofer-Institute bündeln ihre Schlüsselkompetenzen

Das Fraunhofer IKTS entwickelt modellgestützt die selbstverklammerbaren Keramikbausteine und deren optimale Geometrie. Das Fraunhofer ICT arbeitet an flexiblen Polymerfaser-Backings, während das Fraunhofer IGP elastische Klebsysteme sowie skalierbare Fertigungsprozesse für großformatige Bauteile entwickelt. Das Fraunhofer EMI übernimmt simulationsgestützte Auslegungen und ballistische Prüfungen.

Als Demonstratoren sind unter anderem ein flexibel anpassbares Schutzwestenelement der Schutzklasse SK4 mit einem Flächengewicht von unter 35 kg/m² sowie ein komplex geformtes Schutzsegment für Sonderschutzfahrzeuge der Schutzklasse VR6 geplant. Dieses soll mindestens 50 % leichter als eine vergleichbare Lösung aus Panzerstahl sein.

Mit ArMorpH wollen die beteiligten Institute die technologische Souveränität Europas im wachsenden Markt für ballistische Schutzmaterialien stärken.

Projektlaufzeit

Das Projekt läuft vom 01.03.2025 bis zum 29.02.2029 und wird mit rund 3,5 Millionen Euro gefördert. 

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