AeroLas zielt auf die Industrialisierung von Kohlefasergarnen ab

Die AeroLas GmbH (München, Deutschland) hat ein Spinnverfahren entwickelt, bei dem diskontinuierliche Filamente aus Kohlefasern mit einer thermoplastischen Faser kombiniert werden können, um ein Garnmaterial zu erzeugen, das potenzielle Anwendungen in der additiven Fertigung, dem 3D-Druck und anderen Herstellungsverfahren für Verbundwerkstoffe hat.

Die Technologie von AeroLas ist eine Ableitung des traditionellen Spinnens, das einen Ringspinner verwendet (siehe Foto). Michael Muth, Executive Director bei AeroLas, stellt fest, dass dieser Ringspinner, mit dem 80 Prozent des weltweiten Garns gesponnen werden, mit Kohlefaserfilamenten nicht kompatibel ist. Der „Traveler“ des Rings, der die Filamente auf eine Spule (Cop) in der Mitte des Rings führt, ist zu scharf und führt dazu, dass Kohlefaserfilamente brechen.

Um dieses Problem anzugehen, wandte sich AeroLas der Luftlagertechnologie zu, die das Unternehmen über mehrere Jahrzehnte für Hunderte von industriellen Anwendungen entwickelt hat. Ein Luftlager ersetzt, wie der Name schon sagt, herkömmliche Metalllager durch Druckluft, um einen Spalt zwischen zwei Reibungsflächen zu erzeugen.

Mit dieser Technologie hat AeroLas den Spinnring neu überdacht, um ein Ring-in-Ring-Design zu schaffen, bei dem Druckluft in den Spalt zwischen den beiden geleitet wird, um die Drehung zu erleichtern. Dieses Design macht einen herkömmlichen Traveller überflüssig und ermöglichte es AeroLas, auf einen gebogenen, abgerundeten Traveller umzusteigen, der keine Kohlefaserfilamente bricht (siehe Foto und Video).

Muth sagt, das Unternehmen habe in den letzten Monaten mit Carbonfasern unterschiedlicher Länge gearbeitet und diese mit thermoplastischen Fasern kombiniert, um die optimale Faserlänge für den Spinnprozess zu bestimmen. Vorläufige Ergebnisse besagen, dass die ideale Filamentlänge von Carbonfasern etwa 80 Millimeter beträgt. Das Unternehmen erstellte ein Prototypgarn, das gehackte Kohlefasern mit Polyamid 6 (PA6) kombinierte, und bot Muster zur Bewertung durch Additivhersteller an. Die ersten Rückmeldungen seien positiv, sagt Muth. Darüber hinaus brachte AeroLas sein Material zur JEC World 2019 in Paris (12.-14. März) und stieß dort auch auf starkes Interesse von Materiallieferanten und OEMs.

Muth sagt, dass das Verfahren technische Fasern mit jeder thermoplastischen Faser kombinieren kann, aber der größte Teil der Arbeit des Unternehmens war bisher Kohlefasern. AeroLas sieht insbesondere seinen Spinnprozess als ideales Ziel für recycelte Carbonfasern. Muth weist darauf hin, dass die meisten recycelten Kohlefasern in ein Vliesformat umgewandelt werden, das zwar nützlich ist, aber die in der Faser verfügbaren mechanischen Eigenschaften nicht nutzt.

„Airbus und Boeing haben viel Schrott und sie brauchen eine Lösung, um daraus ein brauchbares Produkt zu machen“, sagt Muth. „Wir nennen es eigentlich lieber Upcycling, da unser Verfahren den Wert der Kohlefaser erhält, indem es in die gleiche Richtung orientiert bleibt.“ Muth merkt auch an, dass das Garn flexibel ist und der kleine Biegeradius es ideal für den 3D-Druck macht.

Der nächste Schritt für AeroLas sei laut Muth die Industrialisierung und Kommerzialisierung der Spinntechnologie. Da das Garnspinnen nicht zum Kerngeschäft von AeroLas gehört, besteht das Ziel darin, eine neue Unternehmenseinheit zu gründen, Ingenieure einzustellen und eine Spinnmaschine im Produktionsmaßstab zu bauen. Dies erfordert jedoch erhebliche Investitionen, die Muth und sein Team derzeit bei interessierten Investoren suchen.

Weitere Informationen finden Sie unter www.aerolas.de/de/main/textile_technology.htm oder per E-Mail an [email protected].