AVK gibt Gewinner der Innovationspreise 2020 bekannt

Die AVK (Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e.V., Frankfurt) hat am 7. November virtuell die Gewinner des Innovationspreises 2020 bekannt gegeben. Die von einer Fachjury entschiedenen Preise würdigen nachhaltige Verbundinnovationen in drei Kategorien:Innovative Produkte/Anwendungen, Innovative Verfahren sowie Forschung und Wissenschaft.

„Wir haben uns sehr gefreut, auch 2020 wieder so viele starke Einreichungen zu erhalten. Viele Aspekte des Prozesses waren in diesem Jahr natürlich anders. Erstmals fand die Preisverleihung als Internet-Event statt. Es ist jedoch klar, dass jeder überall das Beste aus der Situation macht. Die positiven Trends im Bereich der faserverstärkten Kunststoffe halten weiter an. Wir erwarten, dass diese wichtigen Materialien in den kommenden Jahren im Mittelpunkt vieler Innovationen stehen werden“, sagt Gerhard Lettl, Vorsitzender der Jury.

Kategorie "Innovative Produkte/Anwendungen"

Direktgekühlter Elektromotor mit integriertem Leichtbaugehäuse aus faserverstärkten Polymeren - DEmiL.

Der erste Platz geht an das Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT, Pfinztal, Deutschland) in Partnerschaft mit dem Karlsruher Institut für Technologie (Karlsruhe, Deutschland) und Sumitomo Bakelite Co., Ltd. (Japan). Dieser leistungsstarke Elektromotor soll beweisen, dass sich mit faserverstärkten Kunststoffen kleinere und leichtere Strukturen als herkömmliche Metallkonstruktionen herstellen lassen. Der Motor erreicht eine Dauerleistung von 58 Kilowatt (kW) bei einem Gewicht von 10,5 Kilogramm. Die Leistungsdichte von 5,5 Kilowatt pro Kilogramm setzt laut AWK einen neuen Standard für großserienfähige Elektromotoren. In das Gehäuse wurde ein Kühlsystem integriert, das die vom Motor erzeugte Wärme direkt an der Quelle abführt und den Einsatz von Verbundwerkstoffen in der Konstruktion ermöglicht.

Intrinsisch wiederverarbeitbare, reparierbare und recycelbare (3R) duroplastische Verbundwerkstoffe für wettbewerbsfähigere und nachhaltigere Industrien.

Der zweite Platz ging an Cidetec (Donostia-San Sebastián, Spanien). Diese nutzen laut Cidetec dynamische und kovalente Bindungen, um eine neue Generation von duroplastischen Verbundwerkstoffen zu schaffen, denen neben den bekannten Leistungsmerkmalen andere Eigenschaften nachgesagt werden, die in dieser Form noch nie dagewesen sind. Darüber hinaus können die Materialien laut Cidetec leicht wiederaufbereitet, recycelt oder repariert werden.

Feuerfeste Verbundmetall-Hybridstruktur - LEO Brandschutz-Sandwich mit integriertem Hyconnect Stahl-Glas-Hybridverbinder.

Der dritte Platz ging an die Saertex GmbH &Co. KG ((Saerbeck, Deutschland) und Hyconnect GmbH (Hamburg, Deutschland). Dies ist laut AVK eine 3D-verstärkte Verbund-Sandwich-Struktur, in die Brandschutzschichten zur Dämmung eingelegt werden können und im Brandfall kühlen.Mit Standard-Epoxidharzen kann während der Vakuuminfusion eine hybride Glas-Metall-Struktur integriert werden, mit der herkömmliche Metallkomponenten durch Schweißen verbunden werden können, um in einem frühen Stadium des Prozesses eine feuerfeste Verbindung herzustellen Abdeckung bildet im Brandfall eine isolierende Schicht und schützt zusätzlich das Sandwichbauteil und die Hybridverbindung.Im Gegensatz zu herkömmlichen Metallverbundwerkstoffen kann dieses Produkt bis zu 55% Gewicht einsparen.

Kategorie "Innovative Prozesse"

Roboterisiertes Spritzgussverfahren (ROBIN).

Der erste Platz in der Kategorie „Innovative Verfahren“ ging an ROBIN und das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik der TU Dresden (Deutschland). Unter Verwendung von Kohlefaser in einer Composite-C-Rahmen-Spritzgießmaschine konnten die Entwickler eine Maschine bauen, die weniger als 140 Kilogramm wiegt. So kann die Maschine beispielsweise an einem Roboter befestigt und frei im Raum bewegt werden. Die Verbesserung der Mobilität der Anlagentechnik schafft eine höhere Flexibilität im Spritzgießprozess zur Herstellung von Hybridbauteilen und ermöglicht gleichzeitig eine ressourcenschonende Herstellung von Leichtbauprodukten.

Omega-Stringer von der Rolle.

Entwickelt vom Zweitplatzierten, dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR, Köln), ermöglicht dieses neue Herstellungsverfahren die Herstellung von omegaförmigen Versteifungselementen aus Kohlefaser-Epoxidharz-Prepregs. Es ermöglicht Herstellern, Stringer effizient, kostengünstig und in großen Stückzahlen zu produzieren und gleichzeitig Ressourcen zu schonen. Die gesamte Prozesskette kombiniert die Automated Fiber Placement (AFP)-Technologie, das einseitige Membranformen – auch Heißformen genannt – und die Autoklavenhärtung. Das gleichzeitige Umformen von Querschnitten mit positiven und negativen Krümmungen gilt als einzigartiges Prozessmerkmal.

Hybrid-Druckguss:Herstellung von intrinsischen CFK-Aluminium-Verbundstrukturen im Aluminium-Hochdruckguss.

Der dritte Platz ging an dieses Verfahren, das vom Faserinstitut Bremen (FIBRE) und den Forschungsinstituten des Fraunhofer IFAM (Bremen, Deutschland) entwickelt wurde. Dieses neue Verfahren bietet nach Angaben beider Institute ein Verfahren zum Fügen von Aluminiumlegierungen und kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen durch Aufschmelzen der thermoplastischen Schicht. Die thermoplastische Schicht erzeugt gleichzeitig eine elektrochemische Trennung zwischen der Kohlefaser und der Aluminiumlegierung, verhindert Kontaktkorrosion und erreicht Festigkeit an der Grenzfläche des Materials. Das Verfahren spart Ressourcen und ist in der Serienfertigung einsetzbar. Aufgrund seines Leichtbaupotenzials könnte es CO₂ reduce reduzieren Emissionen von Fahrzeugen.

Kategorie "Forschung und Wissenschaft"

Neue hochtemperaturbeständige UP-Harze und Zähigkeitsmittel.

In der Kategorie „Forschung und Wissenschaft“ ging der erste Platz an die Fachhochschule Münster (Münster, Deutschland). Das UP-Harz erreicht eine Wärmeformbeständigkeit (HDT) von fast 250°C; die höchste zuvor gemessene HDT liegt bei etwa 180 °C. Die photochemische und thermische Reaktivität ist deutlich höher als die vergleichbarer hochtemperaturbeständiger Vinylester und Urethane, so die Universität. Außerdem basieren die Zähigkeitsverbesserer auf Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymeren und erhöhen die Viskosität des Harzes bei Temperaturen zwischen 100-160°C. Gleichzeitig erhöhen sie die Reaktivität und verbessern die Oberflächenqualität des Laminats.

Wissenschaftliche Grundlagen für die industrielle Anwendung des thermoplastischen Harzspritzpressverfahrens (T-RTM).

Den zweiten Platz erhielt das Fraunhofer ICT zudem für sein innovatives Verfahren, das die negativen Auswirkungen von Feuchtigkeit in T-RTM bewertet. Das Verfahren kompensiert Wasser, um die vorherige Reaktionsgeschwindigkeit bei nahezu identischen Polymereigenschaften wiederherzustellen. Mit einem neu entwickelten Simulationsmodell kann der Prozess durch Modellierung der Prozesskinetik gezielt gesteuert werden. Dies führt zu einem hocheffizienten Prozess und ermöglicht die Herstellung von T-RTM-Komponenten in Serienproduktionsumgebungen.

Material- und energieeffiziente Fertigung von Turbinenstreben durch die integrative Kombination duroplastischer faserverstärkter Werkstoffe.

Den dritten Platz erhielt das Institut für Kunststofftechnik der Universität Erlangen (Deutschland) für sein Projekt. Das im Rahmen des Forschungsvorhabens entwickelte sogenannte „Duro-IMF-Verfahren“ ermöglicht die effiziente Herstellung komplexer duroplastischer Faserverbundbauteile im Duroplast-Spritzguss. Das Verfahren kombiniert endlosfaserverstärkte Prepregs und kurzfaserverstärkte Formstoffe im One-Shot-Prinzip. Durch die Abstimmung der Materialmodifikation und eine intelligente Prozesssteuerung reagieren die Harzsysteme der Materialien während der Aushärtung im Werkzeug irreversibel miteinander, was zu einem Hybridbauteil mit hoher Haftfestigkeit, geringem Gewicht und hoher Temperaturbeständigkeit sowie Reduzierung der Energieverbrauch und Zykluszeit von mehr als 50%.

Neben der virtuellen Preisverleihung am 12. November werden viele Innovationen der Preisträger in der diesjährigen AVK-Innovationspreis-Broschüre, die hier online verfügbar ist, erneut vorgestellt.