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Faserverbundwerkstoffe AVK hat Innovationspreise 2014 vergeben

| Redakteur: Dorothee Quitter

Die AVK Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e.V. hat ihre Innovationspreise 2014 anlässlich der Internationalen AVK-Tagung in Düssseldorf vergeben. In diesem Jahr wurden Preise in drei Kategorien sowie zum dritten Mal der Preis an einen „besonders attraktiven FVK-Arbeitgeber“ ausgelobt. Sie konnten auf der Composites Europe besichtigt werden.

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Das Institut für Verbundwerkstoffe hat einen offaxisstabilen Crashabsorber aus thermoplastischem Faserkunststoffverbund entwickelt. Dafür gab es den 1. Platz beim AVK-Innovationspreis in der Kategorie Produkte und Anwendungen.
Das Institut für Verbundwerkstoffe hat einen offaxisstabilen Crashabsorber aus thermoplastischem Faserkunststoffverbund entwickelt. Dafür gab es den 1. Platz beim AVK-Innovationspreis in der Kategorie Produkte und Anwendungen.
(Bild: D.Quitter, konstruktionspraxis)

Kategorie „Innovative Produkte bzw. Anwendungen“

Sieger in der Kategorie „Innovative Produkte bzw. Anwendungen“ wurde das Institut für Verbundwerkstoffe aus Kaiserslautern mit Partner Stadco für den offaxisstabilen Crashabsorber aus thermoplastischem FVK für den Einsatz in Automobilen. Das IVW arbeitet seit 2011 an dieser innovativen Produktidee und hat sie als Patent angemeldet. Der Crashabsorber, der auch als Crashmuffin bezeichnet wird, ist zunächst für den Einsatz in Automobilen gedacht. Möglich sind später auch Anwendungen in den Bereichen Luftfahrt und Verpackungsindustrie.

Offaxisstabiler Crashabsorber aus thermoplastischem Faserkunststoffverbund des Instituts für Verbundwerkstoffe.
Offaxisstabiler Crashabsorber aus thermoplastischem Faserkunststoffverbund des Instituts für Verbundwerkstoffe.
(Bild: D.Quitter, konstruktionspraxis)

Den 2. Platz belegte das Leichtbau Zentrum Sachsen (LZS). Es hat in Zusammenarbeit mit Rolls-Royce eine Composite-Radialwelle entwickelt, die 25 % leichter ist als das Referenzprodukt aus Stahl und dabei 30 % höhere Drehzahlen erlaubt. Der hohe Innovationsgrad resultiert aus der Summe vieler neuartiger Detaillösungen, die zur Erfüllung der an dieses Triebwerk gestellten Anforderungen entwickelt werden mussten. Die Welle des LZS ist die erste Composite-Antriebswelle in einem zivilen Flugzeugtriebwerk.

Das Leichtbau Zentrum Sachsen (LZS) hat eine Composite-Radialwelle entwickelt.
Das Leichtbau Zentrum Sachsen (LZS) hat eine Composite-Radialwelle entwickelt.
(Bild: D.Quitter, konstruktionspraxis)

Platz 3 belegte die Firma Mondi aus Östereich. Sie hat mit Fibromer ein Polymer mit homogen vermischter Kraftzellstofffaserverstärkung entwickelt. Das neuartige Verbundmaterial erlaubt eine Gewichtsreduktion gegenüber anderen Composite-Materialien. Es eignet sich für zahlreiche Spritzgießanwendungen und steht in sechs verschiedenen Compounds zur Verfügung.

Mondi hat mit Fibromer ein Polymer mit Kraftzellstofffaserverstärkung entwickelt.
Mondi hat mit Fibromer ein Polymer mit Kraftzellstofffaserverstärkung entwickelt.
(Bild: D.Quitter, konstruktionspraxis)

Kategorie „Innovative Prozesse bzw. Verfahren“

Die Firma New Era Materials mit Partner Leichtbau-Zentrum Sachsen wurde für Prozesse zur Herstellung duroplastischer Composite-Strukturen im Bereich „Innovativer Prozesse bzw. Verfahren“ mit dem 1. Platz ausgezeichnet. Gleich zwei innovative Fertigungsprozesse hat das Materialherstellungs-Unternehmen New Era Materials (NEM) zusammen mit dem Leichtbau-Zentrum Sachsen (LZS) entwickelt, um Hochleistungsbauteile herzustellen. Die Verfahren Resin Powder Moulding (RPM) und Thermoset Sheet Forming (TSF) sind zwei verwandte Verfahren, die einen revolutionären Herstellungsprozess duroplastischer Composite-Strukturen ermöglichen. Somit können Hochleistungsbauteile künftig mit einfacher Maschinen- und Prozesstechnik in äußerst kurzen Zykluszeiten produziert werden. Die Basis der Verfahren sind modifizierte Epoxidharze, die durch spezielle Additive thermoplastische Verarbeitungseigenschaften erhalten und bei Raumtemperatur in festem Zustand vorliegen. Je nach eingesetztem Verfahren werden die Harze zunächst zu Pulvern oder zu plattenförmigen Halbzeugen mit Endlosfaserverstärkung verarbeitet. Bei Wärmezufuhr schmilzt das Matrixmaterial im Halbzeug auf und lässt sich so weiterverarbeiten. Bei weiterer Temperaturerhöhung härtet das Harz innerhalb kürzester Zeit aus. Eine aufwändige Dosier- und Injektionstechnik entfällt somit. Die Vorteile der neu entwickelten Verfahren liegen also in der einfachen Prozess- und Anlagentechnik, in den geringen Taktzeiten und in der hohen Variabilität der Harzsysteme, die problemlos mit Additiven zum Beispiel für den Brandschutz versetzt werden können.

Kategorie „Forschung und Wissenschaft“

Den ersten Platz in der Kategorie „Forschung/Wissenschaft“ gewann das Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden mit Partner Daimler AG für das automatisierte Preforming hochkomplexer Geometrien. Die Forscher haben dank einer bauteilangepassten Materialführung bei der Drapierung die Faserorientierung in Bauteilen zielgerichtet beeinflusst. So können makroskopische Fehler unterdrückt werden. Die besondere Herausforderung bestand darin, eine einzellagenspezifisch nötige Materialführungsstrategie zu entwickeln, die bestehende Verfahren verbessert. Bisher konnten über Materialführungsstrategien zwar Falten und Halbzeugverwerfungen unterdrückt werden, aus der Reibung der Einzellagen entstehende Fehler beim Drapieren mehrerer Lagen wurden jedoch verstärkt. Das nun von Daimler und ITM entwickelte aktive Materialführungssystem wirkt dem entgegen. In dem innovativen Verfahren werden aktive Zwischenlagenbleche mit integrierten Piezokeramiken bei der Drapierung genutzt. Die Verstärkungshalbzeuge werden dabei schichtweise zwischen metallische Bleche gestapelt. Das Oberwerkzeug wird durch eine der Aussparungen geführt und führt eine Drapierung der Lagen an das Unterwerkzeug durch. Aus der Peripherie kann so für das jeweilige Bauteil zielgerichtet sowohl über Piezo-Biegewandler eine einzellagenspezifische Rückhaltung bewirkt werden als auch durch das Anregen einer periodischen Schwingung die Reibung der Lagen reduziert werden. Somit werden fehlerfreie Preforms und damit wesentliche Qualitätsverbesserungen erreicht. Außerdem ermöglicht die neue Methode, die Fadenorientierungen in der Preform gezielt aktiv zu steuern, um eine anforderungsgerechte Fadenlage im Bauteil zu erreichen. Ein eigens entwickeltes Materialmodell unterstützt die Prozesssteuerung durch Drapiersimulationen. Die Vorteile des neuen Verfahrens sind u. a. eine einfache Handhabung und Flexibilität.

Kategorie „Besonders attraktiver FVK-Arbeitgeber“

In der Kategorie „Besonders attraktiver FVK-Arbeitgeber“ holte sich die OKE Group aus dem westfälischen Hörstel den Preis. Der Kunststoffverarbeiter mit Spritzguss, Extrusion und FVK-Technologie setzt seit Jahren erfolgreich auf den Einklang von Beruf, Gesundheit und Familie. Die Mitarbeiter in dem Unternehmen werden gefördert und gefordert, aber nie überfordert. Nicht nur die Leistung, sondern der ganze Mensch zählt bei der OKE Group. Dies lässt sich an verschiedenen Bestandteilen des Konzeptes OKE plus festmachen. (qui)

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