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

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

AVK Innovationspreise 2022

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 

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Verfahren zur Reparatur von CFK-Bauteilen ohne Spanen

Kunststoff Werkstoffe

Kunststoff

Bauwesen

Baustoffe

Kunststofffasern

Verstärkungsstoffe

Reparieren statt austauschen

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

Faserverarbeitung

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

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

Kohlenstofffasern / -matten

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

Fertigungsautomation

Bildverarbeitung

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

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

Inspektionssysteme

Industrieroboter

Montagetechnik

Verstärkung im Anflug

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

Thermoplaste

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

Im Rahmen des Forschungsprojekts iComposite 4.0 ist es gelungen, die Kosten und die Durchlaufzeit für ein Prototypenbauteil deutlich zu reduzieren. Im Fokus standen dabei ein neuer Materialmix, der Einsatz des 3D-Faserspritzens und adaptives Formpressen.

Blick in das Produktionssystem, das für das Projekt iComposite 4.0 am AZL der RWTH Aachen aufgebaut wurde

Wirtschaftliche Produktion von FVK-Bauteilen in hohen Stückzahlen

Schröder, Susanne

Pressen von Kunststoffen

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Selbstregulierende Produktionsanlage

Die Carbon Truck &Trailer GmbH kauft eine iPul-Strangziehanlage für Leichtbauprofile aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK) der britischen KraussMaffei-Tochter Pultrex und produziert darauf Profilteile für rund 70.000 Fahrzeugchassis jährlich.

Eine iPul –Pultrusionsanlage von Pultrex ging jetzt bei Carbon TT in Buxtehude bei Hamburg in Betrieb

Leichtbau

Pultrusion

Carbon TT setzt auf Pultrusionsanlage von Pultrex

Pultrudierte, faserverstärkte Tapes werden bisher lediglich zerstörend oder optisch zerstörungsfrei geprüft. Wünschenswert wäre daher ein zerstörungsfreies Prüfverfahren, das kontaktfrei und schnell Risse, Einschlüsse und Änderungen in der Imprägnierung detektieren, also im Gegensatz zu optischen Verfahren das komplette Tapevolumen erfassen kann. Das in dieser Arbeit dazu verwendete Luftultraschallverfahren erfüllt all diese Anforderungen.

Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung

Messtechnik

Werkstoffprüfung

Ganzheitliche Betrachtung zur zerstörungsfreien Prüfung von thermoplastischen CFK-Tapes mittels Luftultraschall

Cannon Ergos kooperiert mit Boeing bei der Fertigung von Flugzeugkabinenverkleidungen aus thermoplastischen Verbundwerkstoffen mit recycelten Carbonfasern.

737 Seitenwandprototyp mit recycelten Carbonfasern

Cannon Ergos untersucht in einem Gemeinschaftsprojekt mit Boeing die Nutzung recycelter Carbonfasern in der Fertigung von Seitenwandverkleidungen für Flugzeugkabinen.

Recycling

Umweltmanagement

Kunststoff-Recycling

Kunststoff-Aufbereitung

Abheben mit recycelten Carbonfasern

Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT hat ein Rohr entwickelt, das nur noch eine dünne Funktionsschicht aus Edelstahl enthält und durch eine Umwicklung aus glasfaserverstärktem Kunststoff stabil bleibt. Das Fertigungsverfahren wurde ursprünglich für die Automobilindustrie entwickelt und wird nun beim Bau des europäischen Einstein-Teleskop verwendet.

Die Hybridrohre aus glasfaserverstärktem Kunststoff mit einer dünnen Funktionsschicht aus Edelstahl. üssen extremen Bedinungen standhalten.

UD-Tapes

Technik Trend

kunststoffe.de

Hybridrohre aus GFK und Edelstahl

Pilotanlagenzentrum von Fraunhofer in Schkopau nimmt für die Forschung und Entwicklung von Leichtbauanwendungen mit thermoplastischen Composites zwei Produktionszellen von Engel in Betrieb.

Werden künftig eng zusammenarbeiten: Claus Wilde, Geschäftsführer von Engel Deutschland, Prof. Peter Michel, der den Bereich Polymerverarbeitung am Fraunhofer PAZ verantwortet, und Franz Füreder, Vice President der Business Unit Automotive von Engel Austria (v.l.)

Spritzgießmaschinen

Fraunhofer PAZ nimmt Engel-Maschinen in Betrieb

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

Zum 20. Mal hat Composites Germany aktuelle Kennzahlen zum Markt für faserverstärkte Kunststoffe erhoben. Das Ergebnis: Die Situation ist herausfordernd, aber nicht hoffnungslos. Der Großteil der befragten Unternehmen blickt optimistisch in die Zukunft.

Wie die Industrie generell war auch die Composites-Industrie in den vergangenen Jahren von starken negativen Einflüssen betroffen. Zentrale Herausforderungen in den letzten Jahren waren vor allem die Corona-Pandemie, der Halbleitermangel, Probleme in den Logistikketten und ein starker Anstieg der Rohstoffpreis. Hinzu kamen weitere Einzeleffekte, die den Druck auf die Industrie zusätzlich erhöht haben. Im vergangenen Jahr kamen zudem der extreme Anstieg der Energie- und Spritpreise sowie der Logistikkosten.

Daneben hat der Krieg in der Ukraine-Krise die ohnehin geschwächten Handelsketten weiter belastet. Insgesamt zeigen sowohl die Börsenpreise für Strom als auch Erdölpropdukte derzeit zwar deutlich nach unten. Allerdings werden die deutlich geringeren Preise von den Erzeugern/Einkäufern noch nicht an Endkunden weitergegeben. Das zeigt die aktuelle Markterhebung von Composites Germany. Befragt wurden alle Mitgliedsunternehmen der Trägerverbände von Composites Germany: AVK und Composites United, sowie des assoziierten Partners VDMA.

Die vorgenannten Effekte haben die Stimmung in der Composites-Industrie weiter nach unten gezogen. Der entsprechende Index für die Bewertung der aktuellen generellen Geschäftslage in Deutschland und Europa gibt nochmals nach. Etwas positiver zeigt sich die Bewertung der weltweiten Situation. Trotz dieser generell negativen Bewertung der aktuellen Situation dreht die Bewertung der eigenen Geschäftslage der Unternehmen in der aktuellen Befragung leicht ins Positive. Die befragten Unternehmen bewerten die Position der eigenen Unternehmen somit besser als bei der letzten Befragung.

Die Erwartungen an die zukünftige Marktentwicklung zeigen ein sehr positives Bild. Die entsprechenden Kennwerte für die generelle Geschäftslage zeigen, nach einem deutlichen Abrutschen bei der letzten Befragung, nun wieder deutlich nach oben. Auch für das eigene Unternehmen zeigen sich die Befragten hinsichtlich ihrer Zukunftserwartungen deutlich optimistischer.

<b>Bildergalerie: Ergebnisse der 20. Composites-Markterhebung</b>

Das Investitionsklima bleibt auf einem relativ stabilen Niveau. Fast die Hälfte der befragten Unternehmen plant für das kommende halbe Jahr entsprechend Personal einzustellen. Nach wie vor halten etwa 70 % der Befragten Maschineninvestitionen für möglich oder planen diese. Dieser Wert bleibt im Gegensatz zur Vorbefragung fast gleich.

Erwartungen an Anwendungsindustrien unterschiedlich

Der Composites Markt ist durch eine starke Heterogenität sowohl material- aber auch anwendungsseitig gekennzeichnet. In der Befragung werden die Teilnehmer gebeten, ihre Einschätzung hinsichtlich der Marktentwicklung unterschiedlicher Kernbereiche zu geben. Die Erwartungen zeigen sich äußerst verschieden.

Das bedeutendste Anwendungssegment für Composites ist der Transportbereich. Die Zulassungszahlen im PKW-Bereich waren dabei in den letzten Jahren rückläufig. Hier manifestierte sich die Abkehr der OEM von Volumenmodellen hin zu margenstarken Mittel- und Hochpreissegmenten. Dies zeigt sich in der aktuellen Befragung an relativ zurückhaltenden Erwartungen an dieses Segment.

Größere Rückgänge werden der derzeit eher pessimistischen Erwartung an die Baukonjunktur folgend vor allem auch in diesem Bereich erwartet. Speziell der Baubereich reagiert oftmals eher langsam auf entsprechende kurzfristige, wirtschaftliche Schwankungen und zeigte sich lange relativ robust gegenüber den oben genannten Krisen. Nun scheint es auch in diesem Bereich zu entsprechend negativen Einflüssen zu kommen. Die pessimistische Sichtweise auf den Sport- und Freizeitbereich erklärt sich durch eine eher pessimistische Sichtweise auf das Konsumentenverhalten der Verbraucher. Die Erwartungen an die zukünftige Marktentwicklung seien aber deutlich positiver, als es die dargestellten Zahlen vermuten lassen.

Regional bleiben in der aktuellen Erhebung Deutschland, Europa und Asien die Weltregionen, aus denen die wesentlichen Wachstumsimpulse für das Composites-Segment erwartet werden, wobei Europa dabei für viele der Befragten eine Schlüsselrolle einnimmt. Bei den Werkstoffen setzt sich der Paradigmenwechsel weiter fort. Wurde von den Befragten in den ersten 13 Erhebungen stets CFK als Material genannt, aus dessen Umfeld die wesentlichen Wachstumsimpulse für den Composites-Bereich zu erwarten sind, so werden die wesentlichen Impulse mittlerweile durchweg von GFK oder materialübergreifend erwartet.

Composites-Index zeigt in verschiedene Richtungen

Trotz der zahlreichen negativen Einflüsse der letzten Zeit zeigen sich Composites für die Zukunft gut aufgestellt. Durch eine sehr starke Marktentwicklung in 2021 konnte das Vor-Corona-Niveau bereits fast wieder erreicht werden. Die Aussichten für die Marktentwicklung 2022 liegen noch nicht final vor, zeigen aber eine weniger positive Entwicklung für das letzte Jahr.

Dennoch spricht vieles dafür, dass sich die generell über die letzten Jahre positive Entwicklung der Composites-Industrie weiterhin fortsetzen kann. Die strukturellen Änderungen im Mobilitätsbereich eröffnen mittelfristig die Möglichkeit, auch in neuen Anwendungen Fuß zu fassen. Große Möglichkeiten bieten der Bau- und Infrastrukturbereich. Hier zeigen sich, der schwächeren Marktlage zum Trotz, enorme Chancen für Composites, aufgrund ihres einmaligen Eigenschaftsniveaus, das sie für den langfristigen Einsatz prädestiniert. Langlebigkeit bei nahezu wartungsfreiem Einsatz und die Möglichkeit zur Umsetzung entsprechender Leichtbaukonzepte sowie ein positiver Einfluss im Hinblick auf Nachhaltigkeit sprechen für den Einsatz der Materialien. Darüber hinaus wird die Windindustrie zu einem wesentlichen Wachstumstreiber werden, wenn die politisch selbst gesteckten Ziele zum Anteil der erneuerbaren Energien am Stromverbrauch eingehalten werden sollen.

Insgesamt zeigt der Composites-Index eine verhaltene Bewertung der aktuellen Situation, wohingegen die Bewertung der zukünftigen Situation deutlich positiv ausfällt. Die Befragten schauen somit optimistisch in die Zukunft. Dies deckt sich mit der oben angesprochenen Einschätzung: Composites befinden sich seit vielen Jahrzenten im industriellen (Serien-)Einsatz und offenbaren trotz zahlreicher Herausforderungen auch für die Zukunft ein enormes Potenzial, sich weitere Anwendungsfelder zu erschließen.

Composites Germany c/o VDMA 

http://www.composites-germany.org

2023-03-06 - Composites Germany

Composites-Industrie:
Die Lage ist besser als die Stimmung

GKV: Jetzt geht es um die Wettbewerbsfähigkeit

Ob Corona-Pandemie, der Krieg in der Ukraine, hohe Energiepreise oder steigende Zinsen: Die deutsche Kunststoffindustrie hat sich bisher gut und robust behaupten können; verzeichnete beispielsweise im vergangenen Jahr einen neuen Umsatzrekord. Auch für 2023 bleiben die meisten Unternehmen zuversichtlich. Allerdings werden die Erwartungen aufgrund der veränderten Rahmenbedingungen angepasst. Einen Dämpfer gibt es beispielsweise seitens der Bauindustrie. Hohe Kosten sowie Material- und Fachkräftemangel sorgen für Unsicherheiten.

Zusätzlich wächst die Sorge um die Wettbewerbsfähigkeit des Industriestandorts Deutschland. Zu den Klagen über zu viel Bürokratie und zu hohe Steuern kommt nun die Angst, dass die dauerhaft hohen Energiepreise Teile der kunststoffverarbeitenden Industrie in Deutschland unwirtschaftlich machen. „Das zurückliegende Jahr 2022 war erneut von vielen unerwarteten Entwicklungen geprägt. Das gilt insbesondere für den Angriffskrieg Russlands auf die Ukraine mit seinen auch hierzulande spürbaren Folgen“, sagte Dr. Helen Fürst, GKV-Präsidentin und alleinige Gesellschafter-Geschäftsführerin der Fürst GmbH, auf der Jahrespressekonferenz des Verbandes am Aschermittwoch in Frankfurt. <a href="https://www.kunststoffe.de/a/fachartikel/jetzt-geht-es-um-die-wettbewerbsfaehigke-3425143">Weiterlesen</a>

Die vorgenannten Effekte haben die Stimmung in der Composites-Industrie weiter nach unten gezogen. Der entsprechende Index für die Bewertung der aktuellen generellen Geschäftslage in Deutschland und Europa gibt nochmals nach. Etwas positiver zeigt sich die Bewertung der weltweiten Situation.

Die Erwartungen an die zukünftige Marktentwicklung zeigen ein sehr positives Bild. Die entsprechenden Kennwerte für die generelle Geschäftslage zeigen, nach einem deutlichen Abrutschen bei der letzten Befragung, nun wieder deutlich nach oben.

Auch für das eigene Unternehmen zeigen sich die Befragten hinsichtlich ihrer Zukunftserwartungen deutlich optimistischer.

Insgesamt zeigt der Composites-Index eine verhaltene Bewertung der aktuellen Situation, wohingegen die Bewertung der zukünftigen Situation deutlich positiv ausfällt. Die Befragten schauen somit optimistisch in die Zukunft.