Cevotec-System spart Zeit und Material bei der Produktion von Wasserstoffspeicherbehältern

Quelle | Cevotec

Cevotec (München, Deutschland) präsentiert sein Faser-Patch-Platzierungssystem als Lösung zur Einsparung von Material, Kosten und 20 % Zeit bei der Herstellung von Hochdruck-Wasserstoffspeichern auf Verbundwerkstoffbasis für Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge (FCEV).

Laut Cevotec bieten wasserstoffbetriebene FCEVs im Vergleich zu batteriebetriebenen Autos eine schnelle Betankung und eine größere Reichweite, während sie die Leistungsvorteile des elektrischen Antriebsstrangs beibehalten. Zu den Herausforderungen dieser Technologie gehören jedoch laut Cevotec die hohe Faseranzahl, die zum Bau von Wasserstoffspeicherbehältern erforderlich ist, sowie der Wunsch, kostengünstigere Fasern zu verwenden. Die Lösung von Cevotec sind seine SAMBA-Serienproduktionssysteme, die 2018 einen JEC Innovation Award gewonnen haben.

„Das Wickeln von Endlosfasern um den Liner ist am besten für den zylindrischen Teil“, sagt Dr. Neven Majic, Executive Vice President von Cevotec. „Aber Filamentwickeln an den Kuppeln bedeutet redundantes Material auf dem zylindrischen Teil – was sich in Übergewicht und Kosten des Endprodukts niederschlägt.“

Die Lösung von Cevotec besteht darin, Carbonfaser-Patches in den Kuppelbereichen anzubringen, wobei das gleiche Material nur in Patch-Form verwendet wird. „Die Patches sind so konzipiert, dass sie genau die Bereiche abdecken, die beim Filament Winding Probleme verursachen“, erklärt Majic. Mit aufgesetzten Verstärkungen an den Linerdomen werden in einem ersten Schritt die gepatchten Liner dem Filament Winding Prozess zugeführt, der dann angeblich weniger Material und Produktionszeit für die Dombereiche benötigt.

Das Patchen der Domes erfolgt durch Cevotecs SAMBA Serie Produktionssysteme. „Die Fiber Patch Placement [FPP]-Technologie schneidet Patches aus Fasermaterial und platziert sie einzeln an Positionen, die von der CAE-Software ARTIST STUDIO berechnet wurden“, sagt Majic. Ein FPP-System soll Behälter für mehrere Wickelmaschinen verstärken und Hersteller können laut Cevotec mindestens 20 % Material- und Taktzeiteinsparungen realisieren.

Zu den Anwendungsgebieten für FPP zählen auch viele Komponenten in der Luft- und Raumfahrt und der neuen urbanen Luftmobilität, die derzeit alle manuell hergestellt werden. Das Unternehmen hat auch eine Reihe von Produktionszellenkonfigurationen konzipiert, um den Herstellungsprozess an die verschiedenen Anwendungen anzupassen.

„Die Automobilindustrie hat Milliarden in Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge investiert, aber noch sind nur sehr wenige Autos auf unseren Straßen unterwegs. Eine der größeren Herausforderungen besteht darin, Wasserstoff effizient und sicher im Fahrzeug zu speichern“, sagt Thorsten Groene, CEO Cevotec. „In den Tanks herrscht Arbeitsdruck von bis zu 700 bar, das entspricht etwa 10 Kilogramm Kohlefaser für 1 Kilogramm Wasserstoffspeicher – ein sehr hohes Verhältnis.“