Die Preisträger zeigen jedes Jahr aufs Neue, welche Möglichkeiten Composites bieten. Am Ende sind es oft nur Nuancen, die beim Votum der Jury entscheiden.

Die Preisverleihung am Abend des 29. November 2022 führte die glücklichen Preisträger in Augsburg zusammen.

Composite-Halbzeuge

Halbzeuge und Zwischenprodukte

Kunststoff-Halbzeuge

Andere Werkstoffe

Faserverbundwerkstoffe

AVK ehrt herausragende Composite-Innovationen

An der FPP-Technologie zeigen derzeit vor allem zwei Industrien besonderes Interesse: die Luft- und Raumfahrt bei der Automatisierung der Legeprozesse von Multimaterial-Leichtbauteilen mit Sandwichkern, sowie die Hersteller von CFK-Drucktanks für wasserstoffbetriebene Fahrzeuge (FCEV).

Laminatverstärkung filamentgewickelter Drucktanks. Die Ausprägung der Patches und des Greifers ist an die Größe und Komplexität des Bauteils angepasst.

Neue Anwendungen und Kunden für die automatisierte Produktion von Faserverbundbauteilen

Greifer

Automatisierungstechnik

Handling, Handhabungstechnik

Kohlenstofffasern / -matten

Kunststoff Werkstoffe

Verstärkungsstoffe

Inspektionssysteme

Fertigungsautomation

Bildverarbeitung

Industrieroboter

Montagetechnik

Verstärkung im Anflug

Zum 20. Mal hat Composites Germany aktuelle Kennzahlen zum Markt für faserverstärkte Kunststoffe erhoben. Das Ergebnis: Die Situation ist herausfordernd, aber nicht hoffnungslos.

16:9

Leichtbau

Wirtschaft

Die Lage ist besser als die Stimmung

Der Klima- und Verkehrswende kommen ausgeklügelte Faserverbundlösungen zugute. Für Marine, Infrastruktur und Schienenfahrzeugbau konkurrieren vielfältige Brandschutzkonzepte. Die Branche widmet dem Recycling größere Aufmerksamkeit.

Das erste naturfaserverstärkte Satellitenpaneel ermöglicht eine sichere Weltraumerkundung und verglüht beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre vollständig

20:7

Faserverbundkunststoffe beleben das Transport- und Bauwesen

Glasfasern / -matten

Faserverarbeitung

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Naturmaterialien

Composites setzen Trends im Leichtbau

Die Digitalisierung bietet die Möglichkeiten größere Stückzahlen zu niedrigeren Kosten zu fertigen und lässt sich auf die Produktion von Faserverbundbauteilen gut anwenden.

Der automatisierte Kitting-Prozess integriert die Produktionsschritte Nesting, Schneiden, Etikettierung und Kitting in eine einzelne Fertigungszelle

Digitalisierung senkt Kosten und Materialverschnitt und steigert die Effizienz

Anlagen zur Composite-Herstellung

Verbundwerkstoffe / Werkstoffverbunde

Automatisiert zu Faserverbundbauteilen

Leichtbau ist eine Möglichkeit, den CO<sub>2</sub> -Ausstoß etwa von Fahrzeugen zu reduzieren. Auch bei den eingesetzten Materialien lässt sich der CO<sub>2</sub> -Verbrauch durch den Einsatz von Biokunststoffen verringern. Die Entwicklung eines biobasierten duroplastischen Materials zeigt, dass sich Biokunststoffe für die Herstellung von SMC-Halbzeugen eignen.

Als Demonstrator wurde ein Heckspoiler gefertigt. Die Herstellung des Bauteils zeigte, dass das teilweise biobasierte Halbzeug sehr gute Fließeigenschaften aufweist. Auch das Füllen komplexer verrippter Strukturen ist unter konventionellen Verarbeitungsparametern möglich

Duroplast mit geringerer Dichte auf Basis von nachwachsenden Rohstoffen

Halbzeuge und Zwischenprodukte spanend

Biokunststoffe

Halbzeuge und Zwischenprodukte spanlos

Kunststoff

Bauwesen

Baustoffe

Leichter mit Biokunststoff

CFK-Bauteile sind häufig unter rauen Umweltbedingungen im Dauereinsatz und werden bei Beschädigung einfach durch neue Bauteile ersetzt. Mit einem neuen Verfahren können defekte CFK-Strukturen nun deutlich einfacher lokal repariert werden.

Bild 1. Übersicht über das simulationsgestützte Reparaturverfahren für CFK-Bauteile: Die Methode ermöglicht eine gezielte Reparatur der Schadstelle 

Verfahren zur Reparatur von CFK-Bauteilen ohne Spanen

Kunststofffasern

Reparieren statt austauschen

Endlosfaserverstärkte Thermoplast-Composites etablieren sich auch bei dünnwandigen Gehäusen. Sie bieten eine hohe Steifigkeit, helfen das Gewicht zu senken und ermöglichen ein edles Design und Funktionsintegration. Werden die Gehäuse im Hybrid-Molding-Verfahren gefertigt, lassen sich außerdem Kosten, Verarbeitungsschritte und Zykluszeiten reduzieren

Das Smartphone Carbon 1 Mark II von Carbon Mobile wurde in Deutschland entwickelt.  Die mattschwarzen Carbonfasern verleihen dem Smartphone einen edlen Hightech-Look

Composites senken das Gewicht und erleichtern die Produktion von Elektronikgehäusen

Organobleche (gewebeverstärkte Thermoplast-Halbzeuge)

Leichtbau für die Hosentasche

Ihre hohen Rohstoffkosten verhindern bisher in vielen Bereichen den Einsatz von Hochleistungspolymeren. Um eine breitere Verwendung zu ermöglichen, sind deshalb Ideen gefragt, die den Preis senken ohne zu einer deutlichen Verschlechterung der Eigenschaften zu führen. Erreichen lässt sich das etwa durch Blenden mit kostengünstigeren Polymeren und speziell angepassten Produktionsverfahren.

Hochleistungspolymere wie PEEK lassen sich ausspinnen (links) und anschließend zu Garnen und Textilien (rechts) verarbeiten. Durch Blenden mit technischen Kunststoffen ist dabei eine deutliche Kostenreduktion möglich

Die Kosten von Hochleistungskunststoffen durch Blends und Verfahren senken

Hochleistungskunststoffe

Thermoplaste

Hohe Leistung zu geringerem Preis

Jeweils drei Composites-Innovationen aus den drei Kategorien „Produkte und Anwendungen“, „Prozesse und Verfahren“ sowie „Forschung und Wissenschaft“ erhalten die begehrte Auszeichnung.

Jährlich im Herbst werden die AVK-Innovationspreise für innovative Composite-Lösungen vergeben. Hier die lächelnden Gewinner 2021 bei der Preisverleihung im Rahmen des JEC Forums DACH

Kunststoffverarbeitung

Dienstleistungen

Lohnfertigung

Werkzeuge für Faserverarbeitung

Werkzeuge für die Kunststoffverarbeitung

AVK-Innovationspreise 2021 vergeben

CFK verfügen in Abhängigkeit vom Carbonfasergehalt, der Faserlänge sowie der Orientierung der Fasern über eine inhärente Leitfähigkeit. Bisher wurde diese jedoch kaum beachtet oder als störender Effekt betrachtet. Richtig umgesetzt, lassen sich damit jedoch zusätzliche Funktionen wie EMV-Abschirmung und Heizleistung in Bauteile integrieren.

Bild 1. Spezifischer Oberflächenwiderstand verschiedener rCFK: Der Widerstand hängt sowohl vom Faservolumengehalt als auch dem Herstellungsverfahren ab 

Die elektrische Leitfähigkeit von CFK für Zusatzfunktionen nutzen

Fasern

Elektronik

Mehr als nur Leichtbau

Das Auftreten von prozessspezifischen Fehlstellen im Nasswickelverfahren erfordert eine Überdimensionierung der Bauteile. Im vorgestellten Beitrag wird die Entwicklung einer Qualitätskontrolle zusammen mit einem Bildverarbeitungsalgorithmus auf Basis einer Industriekamera vorgestellt, mit welchen sich Fertigungsabweichungen im zylindrischen Bereich von Druckbehältern ermitteln lassen.

Mit einer Industriekamera wird ein Druckbehälter während des Einlaufens von Faserbändern auf Fertigungsabweichungen untersucht.

Bildverarbeitungs-Software

Qualitätssicherung

Wickelmaschinen

Qualitätssicherung Kunststoff

Optische Mess- und Prüfverfahren

Einsatz einer Industriekamera zur Qualitätskontrolle bei der Herstellung des zylindrischen Bereichs von Typ-IV Druckbehältern im Nasswickelverfahren

Das Batteriesystem ist eine der schwersten Komponenten im Antriebsstrang eines Elektrofahrzeugs. Durch den bedarfs- und funktionsgerechten Einsatz von Leichtbaumaterialien und großserienfähigen Fertigungsprozessen besteht großes Leichtbaupotenzial.

Leichtbau-Batteriemodul mit Lithium-Ionen-Batteriezellen im Pouch-Zellformat und SMC-Modul-Endplatten.

Traktionsbatteriesystem in Leichtbauweise für die Elektromobilität

Elektromobilität

Mobilität

Harzsysteme für Composite-Herstellung

Polyurethan

Energiespeichersysteme

Leichtbau für Schwergewichte

Mittels angeregter Lockin-Thermografie und neuronalen Netzen kann erstmals eine quantitative Charakterisierung von oberflächennahen Defekten in isotropen und faserverstärkten Kunststoffen erfolgen.

Darstellung des experimentellen Versuchsaufbaus: Thermografiekamera (links unten), Photodiode (links oben), VCSEL Array (rechts), CFK-Prüfkörper (Mitte)

Industrie 4.0 für die Qualitätssicherung

Industrie 4.0

Künstliche Intelligenz für die Qualitätssicherung

Polymethylmethacrylat

Defektcharakterisierung in isotropen und faserverstärkten Kunststoffen mittels aktiver Thermografie und neuronalen Netzen

Bei neuen Fügeverfahren für FVK wird deren Matrix erwärmt. Die Vorhersage der Auswirkungen dieses Prozesses ist mit der passenden Simulation möglich.

Die Vorhersage des Erwärmungsverhaltens von FKV ist für moderne Fügeverfahren sehr interessant.

Fügen von Faserkunststoffverbunden

Simulation

Software

Fügen / Verbinden

Anlagen / Systeme

Erwärmung von Composites simulieren

Am 29. November 2022 hat die AVK – Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe ihre Innovatonspreise verliehen. Wir zeigen Ihnen die herausragenden Ideen in Bildern.

Eine ausführliche Würdigung aller ausgezeichneten Produkte finden Sie in unserer Meldung <a href="https://www.kunststoffe.de/a/news/avk-ehrt-herausragende-composite-innovat-3165344" target="_blank">AVK ehrt herausragende Composite-Innovationen</a>.

AVK - Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e.V. 

https://www.avk-tv.de

2022-11-30 AKV Innovationspreise 2022 Mediathek

Eine textile Radlaufschale, die vollständig aus Ocean Plastic hergestellt wird, gehört zu den Blue-Label-Produkten, für die Johann Borgers Platz 3 in der Kategorie „Produkte und Anwendungen“ erhielt.

Ausgangsmaterial für die Blue-Label-Radkappe. Alle Produkte der Serie werden abfallfrei produziert und sind vollständig recycelbar.

Mit dem System CL-Restrap (Verstärkungen von Betonträgern mit biegeweichen, vorgespannten CFK-Schlaufen) lassen sich im Bauwesen Betonträger wirkungsvoll auf Schub verstärken. Carbo-Link errang damit Platz 2 in der Kategorie „Produkte und Anwendungen“.

Lamilux Sunsation ist eine UV-beständige glasfaserverstärkte Kunststoff-Deckschicht z. B. für Wohnmobile. Lamilux erhielt dafür Platz 1 in der Kategorie „Produkte und Anwendungen“.

Die neuartige Gelcoat-Technologie bietet nicht nur eine sehr viel bessere UV-Beständigkeit für Außenanwendungen. So beschichtete Flächen sind zudem besonders langlebig und benötigen wenig Pflege.

Netzsch Process Intelligence war mit SensXpert erfolgreich, einer materialdatengetriebenen Prozessoptimierung zur Effizienzsteigerung von Duroplasten und Faserverbundwerkstoffen (Platz 2, Kategorie „Prozesse und Verfahren“).

Das Kamerasystem „Pole Position“ von Schmidt & Heinzmann erkennt die Position und Orientierung von Kohlenstofffasern. Es soll beim Zuschnitt und Lagenaufbau in der automatisierten Fertigung von CFK-Bauteilen verwendet werden (Platz 2, Kategorie „Prozesse und Verfahren“).

„Pole Position“ ermöglicht bei der Bauteilkonturmessung Genauigkeiten von bis zu ± 0,38 mm.

Mit der von BaltiCo entwickelten Stabtechnologie können extrem tragfähige Strukturen aus Verbundwerkstoffen additiv gefertigt werden (Platz 1, Kategorie „Prozesse und Verfahren“).

Die im BaltiCo-Verfahren hergestellten Bauteile sind nicht nur außergewöhnlich belastbar, sondern auch extrem leicht.

Während herkömmliche Verfahren überwiegend flächige Strukturen beschreiben, erfolgt hier die Aufspannung räumlich optimierter Verbundwerkstoffgitter zu extrem leistungsfähigen Tragwerken. Das Ablegen der einzelnen Stränge erfolgt mit moderner Robotertechnik und ermöglicht eine hohe und reproduzierbare Qualität bei gleichzeitig sehr hoher Produktivität von über 120 kg/h.

Die Technische Universität München, Lehrstuhl für Carbon Composites, belegte den 3. Platz in der Kategorie „Forschung und Wissenschaft“ für ein Verfahren zur Herstellung eines bauraumangepassten Druckbehälters mit Zugstreben als Wasserstoffspeicher.

Mit HyKoPerm-Messtechnologien für eine industrierelevante Charakterisierung des textilen Imprägnierverhaltens kam das Leibniz-Institut für Verbundwerkstoffe auf den 2. Platz in der Kategorie „Forschung und Wissenschaft“.

Bei der Harzinjektion überwachen Sensoren alle relevanten Prozessgrößen inklusive der Gesamtkompaktierung und der Verschiebung einzelner Lagen

Das Institut für Textilmaschinen und Hochleistungstextilien der TU Dresden hat ein Verfahren entwickelt, mit dem sich sphärisch gekrümmte Faserkunststoffverbundbauteile aus endkonturnah gefertigten Geweben herstellen lassen, und erhielt dafür Platz 1 in der Kategorie „Forschung und Wissenschaft“.

Die Technologie ist auf allen Jacquard-Webmaschinen mit einer Zusatzvorrichtung umsetzbar. Die Preformgeometrie wird lediglich durch die Ansteuerung der Maschine bestimmt und kann deren volle Arbeitsbreite einnehmen.