Cevotecs Fiber-Patch-Placement-System spart Zeit und Material bei Wasserstofftanks

Quelle: Cevotec

Cevotec (München, Deutschland) präsentiert sein Fiber-Patch-Placement-System als Lösung für Material-, Kosten- und 20 % Zeitersparnis bei der Fertigung von Composite-basierten Hochdruck-Wasserstoffspeichern für Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge (FCEV).

Laut Cevotec bieten wasserstoffbetriebene FCEVs schnelles Betanken und größere Reichweite als batterieelektrische Fahrzeuge, bei Beibehaltung der Leistungsvorteile des Elektroantriebs. Zu den Herausforderungen zählen jedoch der hohe Faserbedarf für Wasserstofftanks und der Wunsch, günstigere Fasern einzusetzen. Cevotecs Lösung sind die SAMBA-Serienproduktionssysteme, die 2018 den JEC Innovation Award gewannen.

„Das Umwickeln endloser Fasern um den Liner ist optimal für den zylindrischen Teil“, sagt Dr. Neven Majic, Executive VP von Cevotec. „Aber Filament Winding an den Kuppeln bedeutet redundantes Material auf dem Zylinder – was sich in Übergewicht und Mehrkosten des Endprodukts niederschlägt.“

Cevotecs Lösung: Carbonfaser-Patches in den Kuppelbereichen, aus demselben Material, nur in Patch-Form. „Die Patches sind so gestaltet, dass sie genau die bei Filament Winding problematischen Bereiche abdecken“, erklärt Majic. Mit Patch-Verstärkung an den Linerkuppeln im ersten Schritt werden die gepatchten Liner an den Filament-Winding-Prozess übergeben, der dann angeblich weniger Material und Produktionszeit für die Kuppelbereiche benötigt.

Das Patchen der Kuppeln erfolgt über Cevotecs SAMBA-Serienproduktionssysteme. „Die Fiber Patch Placement (FPP) Technologie schneidet Patches aus Faserstoff und platziert sie individuell an Positionen, die per CAE-Software ARTIST STUDIO berechnet werden“, sagt Majic. Ein FPP-System kann demnach Gefäße für mehrere Wickelmaschinen verstärken, und Hersteller können mindestens 20 % Material- und Zykluszeitersparnis realisieren.

Anwendungsbereiche für FPP umfassen auch viele Komponenten in Luftfahrt und neuer Urban Air Mobility, die derzeit manuell gefertigt werden. Das Unternehmen hat zudem verschiedene Produktionszellenkonfigurationen konzipiert, um den Fertigungsprozess an unterschiedliche Anwendungen anzupassen.

„Die Automobilindustrie hat Milliarden in Brennstoffzellenfahrzeuge investiert, aber erst sehr wenige Autos sind auf unseren Straßen. Eine der größeren Herausforderungen ist die effiziente und sichere Speicherung von Wasserstoff im Fahrzeug“, sagt Thorsten Groene, CEO Cevotec. „In den Tanks herrschen Drücke bis 700 bar, was etwa 10 kg Carbonfaser pro 1 kg Wasserstoffspeicher bedeutet – ein sehr hohes Verhältnis.“