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Kleinwindenergieanlagen lassen sich aktuell im Binnenland kaum rentabel betreiben . Die Partner EAB Gebäudetechnik Luckau GmbH und das Fachgebiet Polymerbasierter Leichtbau der BTU Cottbus-Senftenberg haben dieses Manko nun behoben: Passive Smartblades aus 3D-gedruckten Formwerkzeugen passen sich den Windverhältnissen an. Dies gelingt durch einen intelligenten Lagenaufbau und dessen Biege-Torsions-Kopplung.

Additiv gefertigte FKV-Formwerkzeuge für FKV-Bauteile von Kleinwindenergieanlagen

Glasfasern / -matten

Faserverarbeitung

Simulation Produkt- / Formteildesign

Verbundwerkstoffe / Werkstoffverbunde

Finite Methoden

Harze, Epoxid

Windkraft

Analysetools, FEM

Faserverbundwerkstoffe

Hocheffiziente adaptive Faserverbund-Rotorblätter

Der Leichtbau gewinnt besonders im Automobilbau zunehmend an Bedeutung und ist Thema in zahlreichen Forschungsprojekten. Welch hohes Potenzial das Faser-Direkt-Compoundieren von Arburg hierfür bietet, zeigt das Verbundprojekt MoPaHyb – Modulare Produktionsanlagen für Hybridbauteile.

MoPaHyb-Projekt: Leichtbauverfahren FDC in Kombination mit Spritzpressen

Hybridtechnik

Kohlenstofffasern / -matten

Pressen von Kunststoffen

Hybrid-Spritzgießen (Metall / Kunststoff)

Langglasfaserverarbeitung im großen Stil

Nachhaltige Werkstoffe werden zunehmend auch in der Faserverbundindustrie nachfragt. Ein neu entwickeltes biobasiertes Polyesterharz ermöglicht nun den Ersatz von petrochemischen Harzen ohne deutlich höhere Kosten und ist dabei sowohl für Flüssigharz-Anwendungen wie auch für SMC-Formulierungen geeignet.

Duromere aus nachhaltigen Rohstoffen für Faserverbundbauteile

Polyester

Kunststoff Werkstoffe

Kunststoff

Duroplastische Werkstoffe

Biobasierte Alternative zu  petrochemischen Polyesterharzen

Leichtbau ist eine Möglichkeit, den CO2 -Ausstoß etwa von Fahrzeugen zu reduzieren. Auch bei den eingesetzten Materialien lässt sich der CO2 -Verbrauch durch den Einsatz von Biokunststoffen verringern. Die Entwicklung eines biobasierten duroplastischen Materials zeigt, dass sich Biokunststoffe für die Herstellung von SMC-Halbzeugen eignen.

Duroplast mit geringerer Dichte auf Basis von nachwachsenden Rohstoffen

Composite-Halbzeuge

Kunststoff-Halbzeuge

Halbzeuge und Zwischenprodukte spanend

Halbzeuge und Zwischenprodukte spanlos

Halbzeuge und Zwischenprodukte

Leichter mit Biokunststoff

Der US-amerikanische Compoundeur Teknor Apex hat drei halogenfrei flammgeschützte, glasfaserverstärkte Polyamid-Compounds (PA) mit V-0-Klassifizierung vorgestellt.

Elektronik

Automotive

Polyamide

Glasfaserverstärkt und halogenfrei flammgeschützt

Für Leichtbauanwendungen etwa im Automobilbau hat BASF carbonfaserverstärkte Polyphthalamid-Typen (PPA) mit Füllgraden von 20, 30 und 40 % entwickelt.

PPA nun mit Carbonfaserverstärkung

Leichter Ersatz für Metall

Die Schienen des finnischen Unternehmen Onbone Oy bestehen aus Holz und Biopolymere. Ursprünglich als Ersatz für Gipsverbände entwickelt, werden sie verstärkt auch im Sport als Stützen eingesetzt.

Naturmaterialien

Thermoplaste

Umweltfreundliche Schienen aus Biokunststoffen

Engel konnte nachweisen, dass sich Regranulate aus Organoblechverschnitt unter Beibehaltung der Materialeigenschaften im Spritzgießverfahren verarbeiten lassen. Composite-Rohstoffe könnten so vollständig im Kreislauf gehalten werden. Das macht die Materialien für den Leichtbau umso interessanter.

Regranulat aus Organoblech-Beschnitten beim Spritzgießen einsetzen

Spritzgießmaschinen, allgemein

Spritzgießmaschinen

Kunststoff-Recycling

Organobleche (gewebeverstärkte Thermoplast-Halbzeuge)

100 Prozent Materialnutzung

Trotz alternativer Mobilitätskonzepte, ist der Wunsch nach einem eigenen Fahrzeug nach wie vor groß. Da hochwertige und nachhaltige Materialien die Kaufentscheidung des Endkunden beeinflussen, kommen im Innenraum von Fahrzeugen neuentwickelte Polymere zum Einsatz.

Der Wunsch nach ansprechenden Oberflächen und einer höheren Nachhaltigkeit treibt die Materialentwicklungen im Fahrzeuginterieur voran

Standardkunststoffe

Polyethylenterephthalat

Polypropylen

Kunststofffasern

Erfolgsfaktor Optik

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.

Wirtschaftliche Produktion von FVK-Bauteilen in hohen Stückzahlen

Schröder, Susanne

Selbstregulierende Produktionsanlage

Das Stuttgarter Kunststoffkolloquium fand in diesem Jahr in digitaler Form statt. Schwerpunkte der 27. Auflage in waren die additive Fertigung, die Prüfung von Kunststoffen, Faserverbundmaterialien und Biokunststoffe. Die über 600 Teilnehmer der Veranstaltung zeigten, dass auch nach einem Jahr Coronakrise das Interesse an digitalen Fachinformationen weiterhin groß ist.

Streifinger, Florian

Kunststoff-Aufbereitung

Lehrstühle und Institute

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Kunststoffverarbeitung

Industrie 4.0 für die Kunststoffverarbeitung

Forschungsinstitute (MPI, FHG)

Stuttgarter Kunststoffkolloquium zeigt Fortschritte beim 3D-Druck und nachhaltigen Materialien

Um den hohen Flammschutzanforderungen im Elektronik- und Transportbereich gerecht zu werden, müssen Duromeren häufig Flammschutzmittel zugesetzt werden. Zwei von Clariant entwickelte Flammschutzmittel erfüllen die notwendigen Voraussetzungen.

Faserverbundbauteile aus Epoxidharzen durchgehend halogenfrei flammschützen

Füllstoffe für Kunststoffe

Flammschutzmittel

Additive

Filtereffekte bei Flammschutzmitteln vermeiden

Für eine schnelle Lebensdauerabschätzung von kurzglasfaserverstärkten Kunststoffe wird der Einfluss wechselnder Last und Frequenz in Form von Lastkollektiven auf die Werkstoffermüdung  untersucht und eine integrative Berechnungsmethodik zur Strukturauslegung vorgestellt.

Kurzglasfaserverstärkte Thermoplaste im Stresstest

Kollektives Versagen vermeiden

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

Faserverbundkunststoffe beleben das Transport- und Bauwesen

Verstärkungsstoffe

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.

Digitalisierung senkt Kosten und Materialverschnitt und steigert die Effizienz

Anlagen zur Composite-Herstellung

Automatisiert zu Faserverbundbauteilen

Biobasierte Kunststoffe können in langlebigen und recycelbaren Anwendungen große Mengen an CO2 speichern und einen echten Beitrag zum Klimaschutz leisten. Entsprechendes Produktdesign und eine funktionierende Kreislaufwirtschaft vorausgesetzt, könnte die Kunststoffbranche zu einer Schlüsselindustrie einer grünen Wirtschaft werden.

Wie biobasierte Kunststoffe zur langfristigen Speicherung von CO2 beitragen können

Kunststoffe, biobasiert

Kunststoffe, bioabbaubar

Mit Biokunststoffen zur Zukunftsbranche

Für einen von Forschern der Universität Stuttgart und der Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung entworfenen Tragwerksknoten standen pflanzliche Verzweigungen wie Astgabeln Pate.

Baustoffe

Baukonstruktion

Die Natur als Pate

 Bei der Produktion von Organoblechen fallen Verschnittreste an, die sich nicht direkt wieder in den Herstellungsprozess zurückführen lassen. Die werkstoffliche Verwertung dieser Verschnitte stellt dafür einen vielversprechenden Recyclingansatz dar.

Faserverstärkte Thermoplaste mechanisch rezyklieren und in die Produktion zurückführen

Mahlgut

Mahlen

Organoblech-Verschnitte recyceln

Der Fortschritt bei Fügetechnologien wie dem Laserdurchstrahlschweißen, die steigende Nachfrage nach wärmeleitenden Kunststoffen, der Leichtbau und die Elektromobilität gehören in der Material- und Anwendungsentwicklung mit Polyamid zu den großen Trends. Auch bei bei diesem Polymer wächst der Bedarf an nachhaltigeren Werkstoffen. Geschlossene Stoffkreisläufe werden deshalb künftig in der Herstellung von PA 6 und PA 66 eine immer wichtigere Rolle spielen.

Polyamid (PA): Produktverbesserungen und Ersatz von PA 66 durch PA-6-Compounds

Compound

Vibrationsschweißen

Hybridwerkstoffe

Laserschweißen

Laserauftragsschweißen

Verbesserungen bei Materialien und  der Verarbeitung

Die Optik spielt bei Kunststoffbauteilen eine immer größere Rolle. Entscheidend für ein ansprechendes Aussehen sind glänzende und gleichmäßige Oberflächen. Diese Anforderungen lassen sich bei glasfaserverstärkten Polyamiden bisher meist nur mit einer zusätzlichen Lackierung erreichen. Eine Alternative bietet ein speziell für die Gestaltung von Oberflächen entwickeltes Polyamid.

Aliphatisches Hochleistungspolyamid für Oberflächen

Oberflächentechnik

Glänzende Bauteile ohne Lackierung

Thermoplastischen Tapes wird Großes zugetraut. Sie sollen die nächste Generation der thermoplastischen Composites prägen. Dazu muss das Legen der Tapes hochgenau erfolgen. Allerdings darf die Tapeverarbeitung nicht zu aufwendig werden, damit die Wirtschaftlichkeitsrechnung aufgeht. Durch Kombination hochpräziser Steuerungssoftware mit Kameratechnik beim Tapelegen leistet Engel einen wichtigen Beitrag für den Durchbruch dieser Technologie.

Softwarebasiertes Tapelegen mit Kamera bereitet thermoplastischen Composites den Weg