Aus der Branche

Eine technisch und wirtschaftlich sinnvolle Leichtbauproduktion auf Basis von faserverstärkten Kunststoffen und Multimaterialsystemen erfordert einen integrierten Ansatz. Aufgrund der nahezu unbegrenzten Kombinationsmöglichkeiten verschiedener Werkstoffe und der sehr komplexen Wechselwirkungen zwischen Werkstoffen, Bauteilgestaltung, Fertigungsverfahren und den Maschinen- und Anlagenkomponenten, setzt ein optimaler Produktionsprozess eine direkte Verbindung zwischen Werkstoffwissenschaften, Verfahrenstechnik und Produktionstechnologie voraus.

Als offizielles Zentrum für „Verbundwerkstoffbasierte Leichtbauproduktion“ des RWTH Aachen Campus nutzt die AZL Aachen GmbH ihr starkes Netzwerk, um diese Kapazitäten und Möglichkeiten interdisziplinär bereitzustellen. In fußläufiger Entfernung arbeiten auf einer der größten Forschungslandschaften Europas – dem RWTH Aachen Campus – Forscher und Studenten an neuesten Technologien zur kosteneffizienten Entwicklung und Produktion von Leichtbauteilen: Aachener Zentrum für Integrativen Leichtbau der RWTH Aachen, Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, Institut für Kraftfahrzeuge (ika) der RWTH Aachen, Institut für Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk (IKV) an der RWTH Aachen, Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik (isf) der RWTH Aachen, Institut für Strukturmechanik und Leichtbau (SLA) der RWTH Aachen, Production Engineering of E-Mobility Components (PEM) der RWTH Aachen, Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen.

Exklusive Einblicke in modernste Leichtbau-Technologien
Einmal im Jahr bietet der AZL Open Day einen exklusiven und in der Breite einmaligen Einblick in die F&E-Kapazitäten der Institute im Bereich Leichtbau und nachhaltiger Mobilität. Dieses Jahr öffneten neun Partnerinstitute des AZL am 9. April 2025 ihre Maschinenhallen und Forschungslabore, um interessierten industriellen Akteuren umfassende Einblicke in ihre aktuellen Schwerpunkte entlang der Wertschöpfungskette zu geben. Die Institute zeigten u.a. hochpräzise Laserverfahren zur Kunststoffbearbeitung, neue Fügeverfahren für thermoplastische Verbunde, 5-Achs-CNC-Bearbeitung mit Echtzeit-Qualitätsmanagement, großformatigen 3D-Druck und eigene Tape-Linien & Tape-Integration. Demonstriert wurden außerdem Auslegung, Prototyping und Prüfung von Produkten & Lösungen, wie z.B. crashoptimierte Fahrzeugstrukturen, thermoplastischen Druckbehältern, digitale Zwillinge für strukturmechanisches Monitoring sowie Prototyping und Recyclingansätze von Batteriesystemen. Die Bandbreite an Themen, Schwerpunkten & Infrastruktur, wie beim Open Day gesehen, ermöglicht neue Technologien unter realen Produktionsbedingungen zu testen und effizient zur Marktreife zu führen.

„Der AZL Open Day ist eine großartige Gelegenheit, die zahlreichen Technologiezentren, Labore, Prototyping- und Testeinrichtungen zu entdecken, die auf dem Aachener Campus zur Verfügung stehen und ihn in seiner Art einzigartig machen. Die AZL-Organisation und die dort ansässigen Teams sind ein echter Katalysator für neue Projekte und Entwicklungen in der Composites-Industrie: Sie schaffen die Verbindung zwischen Marktanalyse und Technologiescouting, akademischen Forschungsressourcen und Geschäftsmöglichkeiten mit ihren Industriepartnern. Derzeit arbeiten sie an mehreren Themen, die im Bereich der Verbundwerkstoffe eine Vorreiterrolle spielen.“ berichtet Éric Pierrejean, CEO der JEC Group. Er war nicht nur als interessierter Teilnehmer vor Ort, sondern gab dem Publikum zu Anfang der Veranstaltung auch einen Einblick in die Schlüsselthemen und Trend in der Verbundwerkstoffindustrie wie bei der diesjährigen JEC World Show gesehen.

Etablierte Infrastrukturen & Know-How effizient nutzen
Als zentrale Anlaufstelle für Leichtbaulösungen bietet das AZL eine Schnittstelle für erfolgreiche Kooperationen zwischen Forschung und Industrie. In enger Abstimmung zwischen wissenschaftlichen Entwicklungen und spezifischen Anforderungen des Kunden werden Lösungen gezielt und bedarfsgerecht entwickelt: im Rahmen der AZL Partnerschaft, konsortialer Projekte oder individueller Beauftragung. Neben dem Know-How der Institute ermöglicht die Zusammenarbeit mit dem industriellen Partner-Netzwerk des AZL auch direkten Zugriff auf die notwendige Infrastruktur an Bauteilen, Werkstoffen, Werkzeugen sowie Maschinen- und Anlagenteilen, die in durchgängigen Prozessketten im Großmaßstab erproben, entwickeln oder neu aufgebaut werden können.

Durch die enge Vernetzung von Wissenschaft, Industrie und dem AZL Experten-Team können Unternehmen auf eine etablierte Infrastruktur zugreifen und Synergien für ihre Projekte nutzen.

Der Termin für den nächsten AZL Open Day wird in der zweiten Jahreshälfte bekanntgegeben.

Die Windenergie ist essenzieller Bestandteil der Energiewende und damit Hoffnungsträger für Deutschlands Nachhaltigkeitsstrategie bis zum Jahr 2045. Doch rund ein Drittel der Windkrafträder in Deutschland haben ihre vorgesehene Nutzungsdauer bereits überschritten und stehen laut Fachagentur Wind und Energie kurz vor ihrem Abbau. Wir haben mit unserem Recycling-Experten für Verbundmaterialien – Fabian Rechsteiner – gesprochen, was mit den ausrangierten Anlagen passiert. Dabei gibt der Experte auch spannende Einblicke in die technischen und politischen Herausforderungen, die auf dem Weg zu einer Kreislaufwirtschaft im Bereich Windenergie noch zu überwinden sind.

Warum werden in Deutschland viele Windenergieanlagen über ihre technische Lebensdauer von 20 bis 25 Jahren betrieben?
Wir als Endverbraucher kaufen den Strom immer zu dem Preis der teuersten Stromerzeugungstechnologie (Merit-Order) ein. Aktuell ist das Gas, das mit rund 11 Cent pro Kilowattstunde zu Buche schlägt. Windenergie kann hingegen unter optimalen Bedingungen sehr günstig produziert werden. Der Preis pro Kilowattstunde liegt derzeit bei rund 4 Cent. Darum ist es für Betreiber meist rentabler, ihre Anlagen 30 Jahre und länger zu betreiben. Sie sparen sich damit aufwendige Genehmigungs- und Planungsverfahren für den Bau neuer Anlagen. Das dauert in Deutschland leider oft zwischen sechs und acht Jahre. Auch die Logistik und der Transport neuer Anlagen sind komplex. Die Bauteile sind so groß, dass ihr Transport auf den Straßen und unter Brücken Millimeterarbeit ist. Nicht selten müssen dafür Bäume gefällt werden. Das stellt Betreiber vor eine Vielzahl von Herausforderungen und hohe Kosten. Die Alternative heißt dann oft Repowering. Dabei werden alte Anlagen mit Neueren ausgetauscht. Da der Standort bleibt, ist die Genehmigung dafür auch deutlich schneller zu bekommen.

Und was passiert mit den Anlagen, die nicht mehr weiterbetrieben werden können?
Die Anlagen werden abgebaut und recycelt. Der Turm aus Stahl wird wiederverwertet und das Fundament aus Zement wird zum Beispiel im Straßenbau genutzt. Das umfasst fast 90 Prozent der Anlage. Die größte Herausforderung stellt jedoch das Rotorblatt dar. Das besteht meist aus einem bunten Materialstrauß wie faserverstärkten Kunststoffen, Holz, Schaum, Metallen und vielem mehr. Leider machen sich Hersteller noch nicht allzu viele Gedanken darüber, was am Ende mit dem Material passiert. Auch politisch ist recyclinggerechtes Konstruieren noch nicht so stark eingefordert, wie es meiner Einschätzung nach sein sollte. Das macht das Recycling auch so schwer. Abhilfe könnte ein digitaler Produktpass schaffen. Durch ihn lassen sich die Materialien, die in Rotorblättern verbaut sind, besser nachzuvollziehen. Viele Windräder sind rund 30 Jahre alt und niemand weiß mehr genau, welche Materialien damals verwendet wurden. Aktuell gibt es noch keine standardisierte Dokumentation oder ein System, das diese Informationen langfristig speichert. Wenn man die Rotorblätter recyceln will, ist es aber wichtig zu wissen, welche Materialien verwendet wurden. Das wäre ein wichtiger Schritt, um das Recycling zu optimieren. Da das bislang noch nicht der Fall ist, arbeiten wir am Fraunhofer IGCV daran, Recyclingprozesse zu entwickeln, die diese Materialien besser verwertbar machen.

Wie sehen diese Recyclingprozesse konkret aus?
Wir verwenden einen Pyrolyse-Prozess, bei dem der zerkleinerte, faserverstärkte Kunststoff unter Ausschluss von Sauerstoff erhitzt wird. Das passiert unter Stickstoffatmosphäre, damit der Kunststoff nicht verbrennt, sondern sich thermisch zersetzt. Das Ziel des Prozesses ist es, die Fasern– meist Carbon- oder Glasfasern – vom Kunststoff zu trennen. Im Anschluss versuchen wir aus der Faser wieder ein Textil zu gewinnen. Die Fasern verarbeiten wir dann nicht mehr in ihrer ursprünglichen, endlosen Form, sondern als kürzere Varianten zu einem Vlies. Eine Herausforderung liegt für uns darin, die Fasern so gerichtet wie möglich in diesem Vlies anzuordnen. Denn je zielgerichteter und gleichmäßiger die Faser, desto besser sind die Eigenschaften des Vlieses in die gerichtete Richtung und desto ähnlicher sind sie neuen Materialien, was wiederum ihren Einsatz vereinfacht. Um das zu erreichen, entwickeln wir bei uns einerseits die Recyclingprozesse und andererseits die Anwendungsprozesse und Fertigungsprozesse aus den recycelten Fasern. Wir charakterisieren und analysieren die Eigenschaften der Recyclingmaterialien und vergleichen sie mit neuen Materialien.

Was unterscheidet denn das recycelte von neuem Material?
Die recycelte Carbonfaser hat größtenteils vergleichbare Eigenschaften. Das würde ihren Einsatz zum Beispiel sehr interessant für die Automobil- oder Sportindustrie machen. Ausnahme bilden Anwendungen mit sehr hohen Anforderungen an die Struktur. In einem neuen Rotorblatt oder in der tragenden Struktur eines Flugzeuges wird man das recycelte Material daher nicht finden. Aber das ist ja auch gar nicht der Anspruch.

Wie steht es um die Forschung zum Recycling von Rotorblättern?
Die Prozesse sind schon weit entwickelt, sodass wir jetzt in die industrielle Umsetzung gehen könnten. Es gibt bereits Unternehmen, die sich in Deutschland mit Rotorblatt-Recycling beschäftigen. Das größte Problem ist jedoch, dass es noch keine ausreichende Nachfrage nach recycelten Materialien gibt. Viele Unternehmen scheuen Investitionen, weil der Markt noch unklar und unsicher ist. Politische Maßnahmen wie eine Recyclingquote wären hier sehr hilfreich, um die Nachfrage nach recyceltem Material zu steigern und die Wirtschaftlichkeit zu verbessern.

Fabian, zum Abschluss – gäbe es einen Wiederverwendungszweck für recycelte Windkraftanlagen, über den du dich ganz persönlich freuen würdest?
Da ich ein begeisterter Radfahrer bin, fände ich es natürlich großartig, wenn das recycelte Material in meinem Fahrrad landen würde. So würde sich nicht nur wirtschaftlich, sondern auch für mich ganz persönlich der Kreislauf schließen.

Aufgrund ihrer ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften und ihrem geringen Eigengewicht werden in Leichtbauanwendungen, bei denen eine hohe Festigkeit und Steifigkeit bei zugleich minimalem Gewicht entscheidend sind, zunehmend carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) eingesetzt. Jedoch gehen mit dem wachsenden Einsatz an CFK auch große Mengen an Carbonfaserabfällen einher. Für diese haben sich bisher nur Verarbeitungsrouten etablieren können, die eine signifikante Verringerung der CFK-Eigenschaften und somit eine Einschränkung der Einsatzbereiche aufweisen. Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) haben hochorientierte Tapes aus recycelten Carbonfasern (rCF) entwickelt, die auch für Hochleistungsanwendungen wie Strukturbauteile im Automobil wiedereingesetzt werden können.

Carbonfasern werden in der Regel aus erdölbasierten Rohstoffen in einem energieintensiven Prozess hergestellt, wobei große Mengen CO₂ ausgestoßen werden. Das verwendete Material entspricht einem Treibhauspotential von ungefähr 20 – 65 Kilogramm CO₂-Äquivalenten pro Kilogramm. Trotzdem steigt die Produktion von CFK weiterhin und mit ihr auch die Menge an CFK-Abfällen. Denn je nach Verarbeitungsverfahren fällt in der Produktion bis zu 50 Prozent Verschnitt an. Hinzu kommen große Mengen CFK-Abfälle in Form von Bauteilen, die das Ende ihrer Lebenszeit erreicht haben. Allein in Europa werden bis 2030 voraussichtlich etwa 8.000 Passagierflugzeuge mit erheblichen Anteilen an CFK aus dem Betrieb genommen.

Aktuell werden lediglich 15 Prozent der CFK-Abfälle rezykliert. Die übrigen über 85 Prozent dieser CFK-Bauteile landen am Ende ihrer Lebensdauer in Müllverbrennungsanlagen oder Deponien. Durch die Verbrennung kann zwar Energie in Form von Wärme oder Strom gewonnen werden. Ein Recycling der Carbonfasern würde jedoch weit mehr für den Klima- und Ressourcenschutz beitragen.

In den letzten Jahren wurden deshalb verschiedene Recyclingverfahren für CFK, wie die Pyrolyse oder Solvolyse, weiterentwickelt, um Carbonfasern in hoher Qualität zurückzugewinnen.

Im Vergleich zu Neufasern sind die Einsatzmöglichkeiten von recycelten Carbonfasern deutlich eingeschränkt. In einem Neufaserprodukt liegen Carbonfasern üblicherweise in Filamentsträngen von technisch unbegrenzter Länge und zudem in Lastrichtung orientiert vor. Auf diese Weise entfaltet die Carbonfaser ihr volles Potential, da sie ihre maximale Festigkeit in Faserrichtung aufweist. Durch das Recycling kommt es zwangsläufig zu einer Einkürzung der Carbonfasern auf Längen im Mikrometer- bis Zentimeterbereich. Zusätzlich geht die Lastrichtungsorientierung der Carbonfasern verloren, die Fasern liegen zunächst in Wirrlage vor.

Die DITF befassen sich nun bereits seit ca. 15 Jahren erfolgreich damit, die klassischen Spinnereiprozesse an das neuartige Fasermaterial rCF anzupassen. Ziel ist es dabei, eine neue Kategorie von rCF-Tape-Halbzeugen zu entwickeln und in ihren mechanischen Eigenschaften so zu verbessern, dass sie Neufasermaterial in strukturellen Anwendungen tatsächlich ersetzen kann. Nur dann sind carbonfaserbasierte Verbundwerkstoffe wirklich kreislauffähig.

Um ein orientiertes Halbzeug ähnlich eines Carbonprodukts aus Neufasern herzustellen, ist es entscheidend, die Wirrlage der rCF aufzuheben und die Fasern wieder parallel zueinander auszurichten. Eine vielversprechende Möglichkeit dies zu erreichen, stellt die Herstellung von hochorientierten Tapes dar.

Hierbei werden die Carbonfasern in einem ersten Schritt geöffnet und mit thermoplastischen Matrixfasern (Polyamid 6) gemischt. Im Anschluss wird die Fasermischung in einem für die Verarbeitung von Carbonfasern modifizierten Krempelprozess weiter separiert und orientiert. Am Auslauf der Krempel wird das im Krempelprozess entstehende Faserflor zu einem Faserband zusammengefasst und in eine Kanne abgelegt. Dieses rCF/PA6-Faserband stellt das Ausgangsmaterial für den folgenden Tapebildungs-Prozess dar und weist bereits eine Vororientierung der Carbonfasern auf. Im nachfolgenden Verstreckprozess kann die Orientierung der Fasern noch gesteigert werden. Durch das Verziehen des Faserbandes werden die Fasern in Verzugsrichtung bewegt und längs ausgerichtet. Der letzte Prozessschritt ist die Tapebildung, bei der das Faserband unter Spannung in die gewünschte Form gebracht und anschließend in eine endlose Tapestruktur fixiert wird. Bei der Fixierung schmelzen die Thermoplastfasern teilweise oder komplett auf und erstarren anschließend.

Diese an den DITF entwickelte Technologie zur Herstellung von hochorientierten rCF-Tapes wurde im Rahmen des Forschungsprojektes „Infinity“ (03LB3006) eingesetzt, um einen nachhaltigen und faserschonenden Recyclingkreislauf für CFK nachzuweisen. Auf Basis der „Infinity“-Tapes wurde ein Verbundwerkstoff entwickelt, der 88 Prozent der Zugfestigkeit und des Zugmoduls eines vergleichbaren Neufaserprodukts erzielte. Zudem ergab eine Lebenszyklusanalyse, dass sich das Treibhauspotenzial bei Einsatz von Pyrolysefasern um ca. 49 Prozent und für rCF aus Produktionsabfällen um ca. 66 Prozent reduziert.

Die Ergebnisse weisen somit den Weg zur echten Substitution von Neufaser-CFK durch Recycling-CFK anstelle des Downcyclings zu schwach orientierten Materialien und dem damit verbundenen Verlust an mechanischen Eigenschaften.

Vor dem aktuellen Hintergrund frei gewordener Mittel aus anderen Töpfen des Bundeshaushalts appelliert die deutsche Composites-Industrie an die Politik, sich wieder für das TTP LB und dessen Finanzierung im geplanten Umfang einzusetzen. Insbesondere für mittelständische Unternehmen und Startups müsse das Programm für deren Wettbewerbsfähigkeit und damit zur Sicherung und Schaffung zukunftssicherer Arbeitsplätze wiederbelebt werden, um letztlich auch zum Erhalt des Wohlstands in Deutschland beizutragen.

Mit dem Technologietransferprogramm Leichtbau (TTP LB) hatte das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) eine wichtige Unterstützung für eine erfolgreiche Transformation der in diesem Bereich tätigen Unternehmen geschaffen. Es war Innovations- und Transfertreiber für Energie- und Ressourceneffizienz und mitentscheidend für die Erreichung der ambitionierten europäischen und deutschen Klimaschutzziele. Mit großer Sorge hatte die Faserverbund- bzw. Composites-Industrie festgestellt, dass das Programm Anfang dieses Jahres Sparzwängen des Bundeshaushalts zum Opfer fiel. Dabei wurde der Leichtbau als Schlüsseltechnologie für Deutschland im Koalitionsvertrag der Bundesregierung verankert und durch deren dann folgende Leichtbau-Strategie manifestiert.

Ohne Leichtbau werde es keinen ausreichenden Klimaschutz geben: 70 % der Treibhausgasemissionen stammen aus der Nutzung von fossilen Rohstoffen wie Erdgas, Erdöl und Kohle, um hauptsächlich Energie zu gewinnen. Daher sei die Transformation in Richtung Erneuerbare Energiegewinnung z. B. durch Windenergie und grünen Wasserstoff von entscheidender Bedeutung für den Erfolg des European Green Deal. Beide Technologien seien ohne Leichtbau nicht umsetzbar: Windenergieanlagen nutzen den multi-materialen Leichtbau mit Glasfaserverstärkten Kunststoffen, Kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK), Holz und Metallen und die Lagerung des Wasserstoffs erfolgt in CFK-Behältern.

Darüber hinaus sei der Leichtbau eine Game-Changer-Technologie für Deutschland: Durch diese innovative und wettbewerbsfähige Schlüsseltechnologie lassen sich sowohl Materialien in der Produktion sparen als auch Energie bei der späteren Nutzung der Produkte. Branchen wie unter anderem das Bauwesen, der Maschinenbau und der gesamte Transportsektor können davon stark profitieren.

Insbesondere vor dem Hintergrund der aktuellen Probleme der deutschen Automobilindustrie erscheinen auch mit Fördermitteln unterstützte Innovationen zu Leichtbaukonzepten für PKW und LKW unerlässlich für die Wettbewerbsfähigkeit dieses wichtigen volkswirtschaftlichen Sektors in Deutschland.

Auf europäischer Ebene hat die Composites-Industrie über das vom BMWK ins Leben gerufene European Lightweighting Network (ELN) Werbung für eine europäische Leichtbaustrategie gemacht und bereits viele europäische Partner gefunden. Um weiterhin als Impulsgeber und Gestalter vorangehen zu können und glaubwürdig den Leichtbau als Schlüsseltechnologie für Europa zu promoten, sei eine tatkräftige politische Unterstützung im Rahmen des TTP LB in Deutschland essenziell.

Wie kann man durch Transferlernen Fertigungsschritte optimieren? Wie kann man die Umweltauswirkungen von Geotextilien aus petrochemischen Kunststoffen mit denen aus biologisch abbaubaren Kunststoffen vergleichen, um eine Entscheidungshilfe für nachhaltigere Produkte zu finden? Für die Entwicklung dieser Methoden wurden Lennart Hellwig und Fabio Bußmann vom Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen am 25. April mit Preisen des Deutschen Textilmaschinenbaues 2024 der Walter Reiners-Stiftung ausgezeichnet.

Einsatz von Transferlernen ermöglicht Datenreduzierung beim Vernadelungsprozess
Lennart Hellwig erhielt den „Förderpreis Masterarbeit“ für seine Masterarbeit „Transfer Learning Modell für Vernadelungsprozesse in der Vliesstoffproduktion unter Berücksichtigung von Unsicherheiten“.

Die Auszeichnung wurde für die Entwicklung einer Methodik verliehen, die es ermöglicht, durch Transferlernen einen Fertigungsprozess in der Vliesstoffproduktion zu modellieren. Dieses Modell kann genutzt werden, um die Fertigungsschritte zu optimieren. Durch den Einsatz von Transferlernen wurde die Menge der benötigten Daten für die Modelle reduziert und die Vorhersagegenauigkeit verbessert. Konkret wurde in der Arbeit der Vernadelungsprozess als Fertigungsschritt ausgewählt. Das Verfahren lässt sich grundsätzlich auch auf andere Fertigungsschritte übertragen.

Ökologische Entscheidungshilfe für die Auswahl nachhaltigerer Produkte
Fabio Bußmann wurde mit dem „Nachhaltigkeitspreis Masterarbeit“ für seine Masterarbeit „Methodenentwicklung und Durchführung von Life Cycle Assessments zur Bewertung der Nachhaltigkeit von Produktion und End-of-Life-Szenarien biologisch abbaubarer Geotextilien“ ausgezeichnet. Kunststoffe bieten aufgrund ihrer vielfältigen Eigenschaften und Formgebungsmöglichkeiten ein breites Anwendungsspektrum. Ein Beispiel sind Geotextilien. Zu ihrer Herstellung werden fast ausschließlich petrochemische Kunststoffe verwendet, die in erster Linie nach ihrer Funktionalität ausgewählt werden, ohne dass an eine nachhaltige Entsorgung nach der Nutzungsdauer gedacht wird. Oft verbleiben diese Textilien im Boden, da sie nur sehr schwer und mit hohen Kosten oder gar nicht zu entfernen sind. Eine nachhaltigere Alternative könnte der Einsatz von Geotextilien aus biologisch abbaubaren Kunststoffen sein.

Ziel dieser Arbeit war es, die Umweltauswirkungen von Geotextilien aus petrochemischen Kunststoffen mit denen aus biologisch abbaubaren Kunststoffen zu vergleichen. Diese Untersuchung wird in drei verschiedenen Anwendungsbereichen durchgeführt, um als ökologische Entscheidungshilfe zu dienen und das nachhaltigere Produkt zu identifizieren.

Der Vorsitzende der Walter Reiners-Stiftung des VDMA Fachverbands Textilmaschinen, Peter D. Dornier, überreichte die Preise während der Fachmesse Techtextil in Frankfurt am Main.

Im Rennen um den sächsischen Landespreis „Baupraxis der Zukunft – nachhaltig, innovativ, zirkulär“ gehören zu den zehn Finalisten zwei Entwicklungen, die aus sächsischen Industrieforschungsprojekten erwachsen sind. Zum einen überzeugte das Holz-Textil-Faltwerk die Jury als innovatives Raumkonzept für modulares Arbeiten und Wohnen. Zum anderen fand die Jury Gefallen an einem Hybridbauteil für Holz-Beton-Verbunddecken, bei dem ein biobasiertes Hanffaserkunststofflaminat als Balkenverstärkung größere Spannweiten ermöglicht. Beide Projekte wurden am 8. März 2024 zur Preisverleihung im Rahmen der Baumesse HAUS in Dresden mit einer undotierten Anerkennung gewürdigt.

Holz-Textil-Faltwerke
Ein interdisziplinäres Entwicklerteam hat Holz-Textil-Faltwerke (HTF) konzipiert, die temporär zum Zweck des Schallschutzes, Sichtschutzes oder der räumlichen Abgrenzung aufstellbar sind. Die HTF sind selbsttragend und zeichnen sich durch kleines Packvolumen und Leichtbauweise aus. Unter Nutzung der Origami-Mathematik wurden mehrschichtige Holz-Textil-Verbunde entwickelt. Das Textil dient als zweidimensionales Scharnier der fertigen Konstruktion. Auf der Oberseite des Textils ist je nach technischer Anforderung eine entsprechende funktionale Schicht (z. B. Holz- oder Kunststoffelemente) zu fixieren. Dabei wird die Faltkinematik durch die Geometrie der biegesteifen Holzelemente bestimmt. Durch den Verbund aus biegeschlaffen textilen Materialien mit biegesteifen Holzelementen sind Faltbewegungen möglich, die eine selbsttragende Struktur entstehen lassen. Ein wahlweiser Einbau von Funktionselementen erhöht die Schallabsorption und -dämmung. Insgesamt entsteht durch die Origamifaltung von Holz und Textil ein ästhetisches Design. An der Entwicklung waren das Ressort Physik und Bauteile des Instituts für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH (IHD), die Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde (HNEE) mit seinem Fachbereich Holzingenieurwesen sowie das Sächsische Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) (Chemnitz) beteiligt.
Das IGF-Vorhaben 20946BR der Forschungsvereinigung Trägerverein Institut für Holztechnologie Dresden e.V. (TIHD) wurde unter dem Titel „Akustisch wirksame Origami-Faltwerke mit bedarfsgerecht anpassbarer Raumgeometrie auf Basis von Holz/Textilverbunden“ über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz auf Grund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert

Gro-Coce – Zukunftsfähiges Hybridbauteil aus Holz, Beton und Hanffasern
Zukunftsweisende Materialien bieten die Entwicklungen aus dem Bereich nachwachsender Rohstoffe in Kombination mit biobasierten Harzsystemen. Ein interdisziplinäres Team modifizierte die Herstellungstechnologie von Holz-Beton-Verbunddecken. Das Forschungsprojekt Gro-Coce verfolgte das Ziel, durch die Verbindung nachhaltiger Bauprodukte und -weisen ein innovatives Deckensystem zu entwickeln, welches auf Grundlage der Holz-Beton-Verbundbauweise (HBV-Bauweise) als ökonomische und ökologisch vorteilhafte Alternative zu den momentan vorherrschenden, energie- und ressourcenintensiven Deckenkonstruktionen aus Stahlbeton funktioniert. Das Deckensystem besteht aus Holzstegen, deren Zugzone durch hochleistungsfähige hanffaserbasierte Armierungstextilien verstärkt wird. Dadurch gelingt eine deutliche Reduktion des notwendigen Holzquerschnittes und eine anforderungsgerechtere sowie verantwortungsvollere Nutzung des Querschnitts für alle üblichen Spannweiten des Hoch- und Geschossbaus. Ziel war die Nutzbarmachung bisher nicht erreichter mechanischer Kennwerte der Hanfbastfasern, durch die Entwicklung neuartiger Bastfasergewinnungs- und Aufbereitungsmethoden. Für die Entwicklung des neuartigen Deckensystems kooperierten die Partner Hanffaser Uckermark (Prenzlau), Holzbau Meyer (Stollberg/Erzgebirge), Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur (Leipzig) sowie das Sächsische Textilforschungsinstitut e.V. (STFI), Fachbereich Web- und Maschenwaren, Verstärkungsstrukturen (Chemnitz). Das Forschungsprojekt ZIM KF4013848KI9 wurde unter dem Titel „Green organic reinforced high performance Timber Concrete Ceilings – Hanffaserkunststoffverstärkte, hochleistungsfähige und ressourceneffiziente Holz-Beton-Verbund-Decken“ über das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz auf Grund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Nach einer langen Phase kontinuierlichen Wachstums unterliegt der Composites-Markt seit 2018 starken Schwankungen. 2023 schrumpfte der Gesamtmarkt in Europa um 8 %.

Derzeit herrscht an den Märkten in Deutschland und Europa innerhalb der Branche eine eher negative Stimmung. Haupttreiber sind die nach wie vor hohen Energie- und Rohstoffpreise. Hinzu kommen Probleme in Logistikketten sowie ein zurückhaltendes Konsumklima. Eine Verlangsamung des Welthandels und Unsicherheiten im politischen Bereich befeuern die negative Stimmung. Trotz steigender Zulassungszahlen ist die Automobilindustrie als wichtigster Anwendungsbereich für Composites noch nicht auf ihr altes Volumen von vor 2020 zurückgekehrt. Die Bauindustrie als zweiter zentraler Anwendungsbereich steckt derzeit in einer Krise. Diese Faktoren haben das europäische Composites-Produktionsvolumen bereits in den vergangenen Jahren deutlich sinken lassen. Für 2023 gab es nun erneut einen Rückgang in Europa.

Gesamtentwicklung des Composites-Marktes
Das Volumen des weltweiten Composites-Marktes betrug 2023 insgesamt 13 Millionen Tonnen. Im Vergleich zu 2022, mit einem Volumen von 12,3 Millionen Tonnen, lag das Wachstum bei etwa 5 %. Im Vergleich dazu ist im Jahr 2023 die europäische Composites-Produktionsmenge um 8 % zurückgegangen. Der gesamte europäische Composites-Markt umfasst damit ein Volumen von 2.559 Kilotonnen (kt) nach 2.781 kt in 2022.

Der Markt entwickelt sich damit rückläufig und fällt auf das Niveau von 2014 zurück. Insgesamt war die Marktdynamik in Europa geringer als im Markt weltweit. Der Marktanteil von Europa am Weltmarkt liegt jetzt bei etwa 20 %.

Wie auch in den vergangenen Jahren ist die Entwicklung innerhalb Europas nicht einheitlich. Zurückzuführen sind die Unterschiede auf regional sehr unterschiedliche Kernmärkte, die hohe Variabilität der verarbeiteten Materialien, ein breites Spektrum unterschiedlicher Herstellungsverfahren sowie stark unterschiedliche Einsatzgebiete. Es zeigen sich dementsprechend regional, vor allem aber hinsichtlich der einzelnen Verfahren, unterschiedliche Entwicklungen, wenngleich es 2023 in allen Regionen und bei fast allen Verfahren Rückgänge gab. Der mit fast 50 % des Marktvolumens mengenmäßig größte Teil der gesamten Composites-Produktion fließt in den Transportbereich. Die beiden nächstgrößeren Bereiche sind der Elektro-/Elektronikbereich sowie Anwendungen in Bau und Infrastruktur.

Den kompletten Marktbericht 2023 bietet die AVK online zum Download an: https://www.avk-tv.de/publications.php. 

Die AVK sucht die besten Innovationen im Bereich Faserverstärkte Kunststoffe (FVK) / Composites und bittet um Bewerbungen zum AVK Innovationspreis 2024 im Bereich Faserverstärkter Kunststoffe (FVK) / Composites in folgenden Kategorien:

• Innovative Produkte/Bauteile bzw. Anwendungen
• Innovative Prozesse bzw. Verfahren
• Forschung und Wissenschaft

Ziel des Innovationspreises ist die Förderung neuer Produkte/Bauteile bzw. Anwendungen aus faserverstärkten Kunststoffen (FVK) sowie die Förderung neuer Verfahren bzw. Prozesse zur Herstellung dieser FVK-Produkte. Ein weiterer Preis geht an Universitäten, Hochschulen und Institute für herausragende wissenschaftliche Arbeiten in Forschung und Wissenschaft. In allen Kategorien wird besonderer Wert auf das Thema „Nachhaltigkeit“ gelegt. Ein wichtiges Ziel ist es, die Innovationen sowie die dahinterstehenden Firmen/Institutionen auszuzeichnen und so die Leistungsfähigkeit der gesamten Composites-Industrie öffentlichkeitswirksam darzustellen. Bewertet werden die Einreichungen von einer Experten-Jury aus dem Composites-Bereich.

Die Preisverleihung findet am 22. Oktober 2024 während des JEC Forum DACH in Stuttgart (22.-23.10.2024) statt.

Der Einsendeschluss für die Bewerbungsunterlagen ist der 28. März 2024. Nähere Angaben und Bewertungskriterien unter: https://www.avk-tv.de/innovationaward.php

Mit über 60 Teilnehmern aus Europa und den USA fand die zweite Ausgabe der SMCCreate Design Conference vom 7. bis 8. November in Prag statt. Die Konferenz wurde gemeinsam von der AVK und der European Alliance for SMC BMC organisiert, um den Einsatz von SMC zu fördern und Designern Werkzeuge für die Anwendung dieser vielseitigen Materialien zur Verfügung zu stellen.

Die Themen der SMCCreate 2023-Konferenz deckten das breite Spektrum des Designs mit Faserverbund-/Composites-Bauteilen in SMC- und BMC-Technologie ab, vom konzeptionellen Design bis zur Entwicklung, mit besonderem Schwerpunkt auf Recycling- und Nachhaltigkeitslösungen. 18 Referenten aus verschiedenen europäischen Ländern zeigten, wie sie im Umfeld der aktuellen Markttrends und veränderten Kundenbedürfnisse agieren und welche Lösungen ihre Unternehmen in Bezug auf Materialien, Leistung und vieles mehr anbieten.

Zur Einführung stellten Referenten – darunter CTC/Airbus und Teijin – verschiedene Anwendungsmöglichkeiten für SMC- und BMC-Komponenten vor, darunter Flugzeuginnenräume, Fahrradboxen und Anwendungen in der E-Mobilität. Das Thema Nachhaltigkeit wurde umfassend abgedeckt, wobei Recyclinglösungen und -erfahrungen (Siemens, IDI, OC, AOC), der Einsatz nachwachsender Rohstoffe sowie neue LCA-Modelle der SMC BMC Alliance (LCS) hervorgehoben wurden.

Speziell für Designer wurde die Verwendung der SMC-Fluss- und Aushärtungsmodellierung (ESI, OC) sowie die SMC-Positionierung im Vergleich zu Aluminium (Spartners) vorgestellt. Der zweite Tag endete mit Beiträgen zu Prozessoptimierungsmöglichkeiten in der Bauteilfertigung, darunter Vorträge von Dieffenbacher, Netzsch und EBG.

• Flame Retardancy for Composite Applications in the Transport Sector

Am 10.-11. Mai 2023 veranstaltete die AVK – Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e. V. in Kooperation mit der FGK - Forschungsgesellschaft Kunststoffe e.V. in Berlin erstmals eine internationale, englischsprachige Fachtagung zum Thema Flammschutz.

In 18 kompakten Vorträgen informierten über 20 Experten knapp 80 Teilnehmer über Neuerungen, Anforderungen und Innovationen zu spezifischen Flammschutzeigenschaften bei Bauteilen aus faserverstärkten Kunststoffen/Composites für den Transportbereich.

So gab es Vorträge von Industrievertretern von Saertex, BÜFA, Clariant, Diehl Aviation und Airbus, ebenso von Instituten wie den Fraunhofer-Instituten oder der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung. Es standen Vorträge zu den Themen Standardisierung, Rohmaterialien, Automotive oder Recycling auf dem Programm, aber auch Flammschutzmittel für Anschlüsse und Batteriegehäuse für Elektrofahrzeuge oder feuerhemmende Systeme für Schienenfahrzeuge oder feuerhemmendes CFK aus recyceltem CF-Vliesstoff wurden vorgestellt.