AVK vergibt Innovationspreise 2018 für Exzellenz in Composite-Materialien

AVK ist der deutsche Fachverband für faserverstärkte Kunststoffe/Composites, vertritt Interessen von Herstellern und Verarbeitern national und europäisch. Leistungen: Organisation von Task Forces, Seminaren, Konferenzen, Bereitstellung marktrelevanter Informationen, inkl. jährlichem Composite-Marktreport.

AVK ist einer von vier nationalen Säulen des Dachverbands der deutschen Kunststoffverarbeitenden Industrie (GKV) und Mitglied der European Composites Industry Association (EuCIA). Gründungsmitglied von Composites Germany, gemeinsam mit Carbon Composites e. V. (CCeV), CFK-Valley Stade e. V. und Arbeitskreis Hybrid-Leichtbautechnik im VDMA.

Seit Jahren vergibt AVK Sonderpreise für Innovationen in FRP/Composites zur Förderung neuer Produkte, Prozesse, Anwendungen. Ein weiterer Preis für Hochschulen/Institute für herausragende wissenschaftliche Arbeiten. In allen Kategorien besonderer Fokus auf „Nachhaltigkeit“.

Die AVK-Innovationspreise 2018 wurden am 5. November auf dem 4. Internationalen Composite-Kongress (ICC) verliehen, ausgewählt aus über 50 Einreichungen. Vollständige Liste: avk-tv.de

2018 AVK Innovationspreisträger

BÜFA Conductive Tooling Gelcoat

Elektrisch leitfähige Werkzeugbeschichtung, die Sicherheitsstandard in Composite-Fertigung signifikant erhöht. Bei ordnungsgemäßer Erdung: Ableitwiderstand Werkzeugoberfläche zu Erdungspunkt 10⁶ Ω. Für sichere Ableitung elektrostatischer Ladungen bei Entformung muss Ableitwiderstand 10⁶–10⁹ Ω betragen. Bisherige Materialien für Kunststoffwerkzeuge sind per Definition Isolatoren (10¹² Ω) – unfähig, elektrostatische Ladungen bei Entformung abzuleiten. Leitfähigkeit durch minimale Mengen Carbon Nanotubes (CNT) – entscheidende Vorteile ggü. konventionellen Antistatikadditiven wie Ruß oder Graphit.

Leichtes CFK-Greifersystem. QUELLE: CTC Stade.

Leichtes CFK-Greifersystem für Roboter- und Montageanwendungen

Audi AG, CTC GmbH (Airbus Company), Airbus Operations GmbH, LaFT Helmut-Schmidt-Universität Hamburg, VW AG entwickelten in 5-jährigem Programm modulares, hochleistungsfähiges Leichtbau-Greifersystem aus Carbon-Composites. Modulare Baukastenkomponenten für industrialisierte Luftfahrt- und Automobilfertigung/-montage. Ergänzt/ersetzt teilweise Euro-Greifer-Tooling (EGT) – diverse Alu-/Stahlprofile und Verbinder. Neues System: Verbinder aus Carbon-SMC, komplexe pultrudierte CFK-Profile, kleinere filamentgewickelte CFK-Rohre.

Dieffenbacher Fibercon – Effiziente IR-Strahlungsinduzierte Vakuumkonsolidierung von Tape-Layups in Serienfertigung

Konsolidierung von Tailored Blanks ist notwendiger Prozessschritt für hohe mechanische Eigenschaften. Fibercon minimiert Polymerdegradation, imprägniert Trockenfasern, eliminiert Porosität effizient. Hochtemperatur-Thermoplaste verarbeitbar ohne Systemanpassung. Vorteile: Konsolidierung von Tailored Blanks mit Dickenvariationen, reduzierter Energieverbrauch vs. konventionelle Heiz-/Kühlprozesse. In automatisierter Fertigung können Tailored Blanks bei erhöhter Temperatur nahe Schmelzpunkt entformt werden – Restwärme minimiert Wiederaufheizleistung für finales Thermoformen (Blank-Preheat).

OrganoGlas vom Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen

OrganoGlas – neuartige, disruptive Entwicklung transparenter Materialien: thermoplastisches faserverstärktes Composite aus Flachglasfasern und transparenter Matrix. Günstiges, formbares, hochfestes, transparentes Material ersetzt nicht nur Bestehendes, sondern eröffnet neue Anwendungen. Gegenüber bestehenden transparenten Lösungen signifikant höhere Festigkeiten bei gleichem Gewicht – Gewichtsreduktion in Auto, Luftfahrt, Bau. Thermoplastische Matrix ermöglicht Umformen und Schweißen – Massenfertigung transparenter FRP-Panels möglich, nachträgliches Formen auf Wunschgeometrie. Signifikanter Kostenvorteil, schließt Leichtbau-Lücke bei transparenten Materialien.

Neuartiges Hybridgarn: Beschichtung aller Glasfilamente im Spinnprozess für Glas-Thermoplast-Faser

ITA RWTH Aachen und ILH Universität Paderborn entwickelten neuartigen Prozess für Glasfaser/Thermoplast-Composites. Continuous-Fiber-Thermoplast-Composites (TPC) oft durch Imprägnieren von Glasfasergeweben mit Thermoplast-Folien – nicht alle Glasfilamente binden an Matrix. Leichtbaupotenzial nicht voll ausgeschöpft. Neuer Ansatz: Glasfasern direkt während Faserherstellung mit Thermoplast (TP)-Matrix beschichten. Alle Filamente einzeln beschichtet – flexibler Garncharakter erhalten. Vorteil: Matrixplastik nur wenige µm von Endposition entfernt vs. Stand der Technik (mm-Fließwege).

SAERTEX LEO für Bodenbeläge von 66 Deutsche Bahn ICE-Zügen

SAERTEX LEO – optimiertes NCF-System (Non-Crimp Fabric) mit Hochleistungsbrandschutz für Schienenfahrzeuge. Mit Partnern SMT Montagetechnik und Alan Harper Composites: Produktentwicklung und erfolgreiche Umrüstung von 66 Bahnwagen der ICE 3 – von Sperrholz auf LEO-Composite-Panels. LEO: hohes Leichtbaupotenzial, hohe Tragfähigkeit, ungiftige, halogenfreie Materialien. Erfüllt neue europäische Brandschutznorm EN 45545-2. Implementierung reduziert Umweltbelastung durch Bau und Betrieb.

Hochleistungs-Composite-Radiallaufrad im modularen Design

Entwickelt von TU Dresden ILK: Kombination metallischer Komponenten mit faserverstärktem Composite für hybride Designs – erhebliche Vorteile bei Radialventilatoren: Leistungsdichte, Robustheit, Lebensdauer, Integrationsgrad vs. konventionelle Lösungen. Zukünftig: maximale Umfangsgeschwindigkeiten, wirtschaftliche Fertigung auch bei kleinen Stückzahlen. Im AiF-Forschungsprojekt „Leichtbau-Radiallaufrad“ (LeRala) der FLT-Forschungsvereinigung: vereinfachtes modulares CFK/Metall-Design entwickelt, Struktur- und Versagensverhalten unter maximaler Drehzahl getestet. Peripheriegeschwindigkeit 543 m/s bei 10.266 U/min erreicht – mit Metalllaufrädern schwer realisierbar.

First-Time-Right: Effiziente Prozessentwicklung durch Drapier-Simulation

Voith Composites fertigt CFK-Heckwand für Audi A8 in Serie (bis 65.000 Stück/Jahr). Hochbelastetes Strukturbauteil via Voith-Trockenfaserablage (Voith Roving Applicator, VRA). Entwicklungsphase: numerische Formsimulation in FE-Solver Abaqus/Explicit. Neue Simulationsmethode detektiert präzise Bereiche mit Faltenbildung, Bridging, Gaps in allen 19 Einzellagen der A8-Heckwand – testet und quantifiziert Prozesskonzepte und Anlagenparameter virtuell. Nach Kalibrierung/Validierung basierend auf Materialcharakterisierung und Tests: industriell anwendbare Reife für Prozessentwicklung der A8-Heckwand erreicht. Weder in Beschaffung noch bei Inbetriebnahme der Formanlage (designed/konstruiert via Drapier-Simulation) waren nachträgliche Anpassungen an Prozessablauf oder Simulationswerkzeuge nötig. Simulationsgetriebene Prozessentwicklung nicht nur qualitativ bewährt, sondern vor allem First-Time-Right-Ansatz für quantitative Auslegung von Formprozessen in Entwicklungs- und Serienphasen hochleistungsfähiger, industrialisierter Composite-Fertigung.