Mit Leichtigkeit Stärke zeigen

Schwarz, robust und omnipräsent. Als Straßenbelag ist Basalt seit Jahrzehnten bekannt. Als innovativer Werkstoff mit außergewöhnlichen Qualitäten ist das schwarze Lavagestein wenigen ein Begriff. Und dass sich Basaltfasern gar für leichte Strickwaren eignen, war auch Martin Hütter und Johann Weilhartner, Schüler der HTBLA in Ried im Innkreis, bis vor kurzem noch unbekannt. Die Frage, die sie in ihrer Diplomarbeit beantworteten, lautete: Ist es möglich, Basaltfasern mit einer aufwendigen Rundstrickmaschine zu einem mehrlagigen Gestrick zu verarbeiten?

Zuvor allerdings mussten sich die Schüler mit den Eigenschaften der Basaltfaser vertraut machen, die sie durch ihren Projektbetreuer Wolfgang Billinger entdeckt hatten. Er war es auch, der Kontakt zu Expertinnen und Experten herstellte und zahlreiche Kooperationen ermöglichte. Durch persönliche Gespräche, Spezialliteratur und Recherche im Internet sammelten die Schüler zunächst das nötige Hintergrundwissen über die Fasern, die bei Schmelztemperaturen von 1400 °C hergestellt werden und in der Wärme- und Schalldämmung bei Abgassystemen verstärkt zum Einsatz kommen. Ein Experiment im Chemie-Labor zeigte, dass die nur wenige Nanometer dünnen Basaltfasern zugfest, schwer brennbar und gegen einige Säuren resistent waren. Auch die Großmütter, die von den Enkeln um ihre Expertise gebeten wurden, zeigten sich nach einigen Reihen glatt und verkehrt vom ungewöhnlichen Strickmaterial äußerst angetan.

Durch diesen Praxistest motiviert, untersuchten die Schüler andere industriell hergestellte Textilien und entdeckten dabei weiteres Neuland: Stricktechnik und Veränderungsfähigkeit des Gestricks.

Nicht anders erging es ihnen bei der Finite Elemente-Berechnung, von der sie sich Aussagen über die mechanischen Qualitäten der Faser erwarteten. Die Simulation eines gekrümmten C-Profils - Grundbestandteil jedes Flugzeugrumpfes - ergab, dass der Teil aufgrund der guten Verformbarkeit von der Basaltfaser-Stricktechnologie besonders profitieren würde. Positiv verlief auch der Laborversuch in einer Forschungseinrichtung, bei der die experimentierfreudigen Rieder mittels Harzinjektion einen stabilen Bauteil herstellten. Die Ergebnisse der RTM-Füllstudie bescheinigten dem verstrickten Basaltgestein ebenfalls hervorragende Eigenschaften. Das Fazit der jungen Forscher: Ein innovativer, leichter und umweltfreundlicher Werkstoff mit besonderem Potenzial in der Luft- und Raumfahrt.