Aus der Branche

Im Vorlauf zur A+A starten die Organisatoren als inhaltliche Vorbereitung der Messe am 8. Februar die Webinar Reihe „A+A Expert Talks“ zu wichtigen Themen des Arbeitsschutzes und der Arbeitssicherheit. Die innovative Webinar-Reihe richtet sich gleichermaßen an Ausstellende sowie Besucherinnen und Besucher der A+A.

Gemeinsam mit ihren strategischen Partnern der Bundesarbeitsgemeinschaft für Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit (BASI), Fraunhofer IPA, German Fashion (Modeverband Deutschland e.V.), DGUV (Deutsche Gesetzliche Unfall Versicherung), BAuA (Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin), BMAS (Bundesministerium für Arbeit und Soziales), IVPS (Interessenverbund Persönliche Schutzausrüstung e.V.) sowie IFA (Institut für Arbeitsschutz) bietet die Weltleitmesse für persönlichen Schutz, betriebliche Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit besondere Netzwerk- und Informationsformate.

Die Webinare sind in Englisch und richten sich an Entscheiderinnen und Entscheider aus den Bereichen Arbeitssicherheit, Arbeitsplanung und Produktionsplanung sowie an Versicherer, Sicherheitsingenieurinnen und -Ingenieure, Betriebsmedizinerinnen und -Mediziner aus ganz Europa.

In Kooperation mit dem Fraunhofer IPA gibt die erste Websession am 8.2.2023 einen spannenden Einblick in die aktuellen Entwicklungen und Innovationen der Exoskelett-Technologie. Exoskelette und Wearables sind branchenübergreifend eines der zukunftsweisenden Themen in der Arbeitswelt und werden in Industrie, Logistik, Handwerk und Pflege bereits erfolgreich eingesetzt. Aktiv angetriebene Exoskelette werden den Menschen in Zukunft nicht ersetzen, sondern mit Hilfe von künstlicher Intelligenz (KI) effektiver unterstützen und zunehmend körperliche Einschränkungen kompensieren − und damit auch dazu beitragen, dass Arbeitskräfte länger leistungsfähig und gesund bleiben. Sie werden zunehmend in der Prävention und Therapie von Muskel- und Skelett-Erkrankungen eingesetzt.

Für den ressourceneffizienten Einsatz von Kunststoffen entwickelt Fraunhofer UMSICHT neue Werkstoffe. Im Fokus stehen dabei Biokunststoffe, eine zirkuläre Kunststoffwirtschaft sowie Strategien zur Reduzierung von Makro- und Mikroplastik in der Umwelt. Fraunhofer UMSICHT präsentiert sich auf der K 2022 mit chemischen Zwischenprodukten aus Kaffeesatz, Folienwerkstoff auf Basis von TPU, PLA-Compounds für technische Bauteile mit erhöhtem Brandrisiko und abbaubaren Mulchfolien.

Forschende des Fraunhofer UMSICHT gewinnen im Projekt »InKa«, das die Wertschöpfungskette von Kaffeesatz erforscht, aus dem ungenießbaren Kaffeeöl ein chemisches Zwischenprodukt, das bei der Herstellung von Additiven für Kunststoffe zum Einsatz kommt. Den entölten Kaffeesatz versuchen sie, als alternativen Rohstoff für die Papier- und Kartonindustrie zu nutzen. »Eine besondere Herausforderung bei unserem Projekt ist das Scale-up der Verfahrensschritte vom Labor zur industriellen Fertigung. Das angestrebte Verfahren als Ganzes ist hoch innovativ und leistet einen wichtigen Beitrag bei der Nutzung von biobasierten Rohstoffen im Rahmen der Bioökonomie. Im Labormaßstab sehen wir bereits, dass unser Konzept aufgeht: Wir konnten die entwickelten Additive bereits in neuen Werkstoffrezepturen testen«, erklärt Inna Bretz, Abteilungsleiterin Zirkuläre und Biobasierte Kunststoffe des Fraunhofer UMSICHT.

Röntgendetektierbare Mehrwegschutzbekleidung
Die Entwicklung eines Folienwerkstoffs auf Basis von thermoplastischen Polyurethanen (TPU) und röntgendetektierbaren Additiven war das Ziel des Projekts »DetekTPU«. Bei der Produktion von Nahrungsmitteln ist Einwegschutzbekleidung zu tragen, um Sicherheits- und Hygienevorschriften einzuhalten. Neben einer großen Mengen Plastikmüll ergibt sich dabei zusätzlich das Problem, dass Teile der Schutzbekleidung in den Nahrungsmitteln landen können und dort nicht detektiert werden. Der entwickelte Werkstoff soll für zuverlässig röntgendetektierbare Mehrwegschutzbekleidung eingesetzt werden. Dies ist für dünne Kunststofffolien eine bisher nicht gelöste Herausforderung. »Die bisherigen Projektergebnisse sind vielversprechend, aktuell planen wir weitere Entwicklungsschritte mit unserem Projektpartner. Hierzu soll das Team um Experten aus dem Bereich Folienherstellung erweitert werden.«  berichtet Christina Eloo, Gruppenleiterin Kunststoffentwicklung.

Biobasierte Kunststoffe für technische Bauteile mit erhöhtem Brandrisiko
Technische Bauteile mit erhöhtem Brandrisiko, etwa in der Elektronikindustrie, erfordern flammgeschützte, wärmeformbeständige und schlagzähe Kunststoffe. Ein Großteil davon wird auf Erdölbasis hergestellt, dessen Vorräte begrenzt sind. Biokunststoffe erreichen jedoch oftmals noch nicht im vollen Umfang das vom Markt geforderte Eigenschaftsniveau konventioneller technischer Kunststoffe. Die Grenzen liegen insbesondere beim Brandverhalten, einer ausreichenden Temperaturbeständigkeit oder Schlagzähigkeit. Hier setzt »TechPLAstic« an: Es werden PLA-Compounds für langlebige Produkte anwendungs- und marktnah entwickelt - unter Berücksichtigung der jeweiligen Anforderungen und Kosten. Der Anwendungsfokus liegt zunächst auf technischen Produkten des Elektronik- und Bausektors wie beispielsweise Leuchten oder Schalter und Tasten in der Gebäudetechnik.

Mulchfolien mit angepasster Abbaubarkeit
Biologisch abbaubare Kunststoffe sind in umweltoffenen Anwendungen sinnvoll, bei denen ein Recyclingprozess nicht möglich oder mit einem zu hohen Aufwand verbunden ist. Beispiele hierfür sind Geotextilien oder Mulchfolien. Fraunhofer UMSICHT forscht an Kunststoffen mit angepasster Abbaubarkeit, die während der Nutzungsdauer die gewünschten Eigenschaften erfüllen. Zur Untersuchung und Bewertung der Eigenschaftsänderungen von Kunststoffen während der Alterung durch Umwelteinflüsse werden durch die Forschenden im Labor die Bedingungen so anwendungsnah wie möglich eingestellt. Dazu können je nach Produkt verschiedene Substrate (Kompost, Erde, Wasser), verschiedene Temperaturen und UV-Licht eingesetzt werden.
 
Förderhinweise

• Das Projekt »InKa – Intermediate aus industriellem Kaffeesatz« wird im Rahmen der Fördermaßname »Nationalen Forschungsstrategie BioÖkonomie 2030« der Bundesregierung durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.
• Das Projekt »DetekTPU« wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
• Das Projekt »TechPLAstic« wird durch die Fachagentur Nachwachsende Rohrstoffe e. V. (FNR) und aus Mitteln des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) gefördert.

Der deutsche Maschinenbauer BRÜCKNER hat sich während der Pandemiezeit neu aufgestellt. Seit über 70 Jahren ist das familiengeführte Unternehmen spezialisiert auf individuelle Ausrüstungskonzepte für Textilien, technische Textilien, Vliesstoffe und Bodenbeläge. Die aktuellen Herausforderungen in der Textilindustrie sind gravierend. Die deutliche Erhöhung der Energiekosten und die allgemeine Unsicherheit der Energieversorgung sowie politische Auflagen machen eine rentable Textilproduktion für viele Firmen inzwischen immer anspruchsvoller.

BRÜCKNER antwortet darauf mit einem neu entwickelten Spannrahmenkonzept mit Doppelbeheizungssystem. Die Anlagen können mit je nach Verfügbarkeit mit Gas oder Öl betrieben werden, aber auch andere Kombinationen mit Dampf oder erneuerbaren Energien sind möglich. Somit können Produktionsverzögerungen und Maschinenstillstände weitestgehend vermieden werden. Zudem hat das Unternehmen für seine Maschinen intelligente Assistenzsysteme entwickelt, die den Maschinenbediener darin unterstützen, den bestmöglichen Prozess zu nutzen, um die Anlage so energieeffizient wie möglich zu betreiben. Mit neuen energieeffizienten Motoren oder Wärmerückgewinnungs- und Abluftreinigungssystemen sind weitere Energieeinsparungen möglich. Schädliche Emissionen können so vermieden werden.

Auch die Reduzierung von Chemikalien steht im Fokus vieler Textilproduzenten. Hierzu kann das weiterentwickelte Minimalauftragsaggregat ECO-COAT einen entscheidenden Beitrag leisten. Über verschiedene Warenwege können Maschen- und Webwaren, aber auch Vliesstoffe ein- oder beidseitig veredelt werden. Durch die Minimalapplikation über eine Gravurwalze kann ein einseitiger Auftrag von bis zu 100 g/m² erzielt werden. Ein beidseitiger und höherer Auftrag wird z.B. durch Imprägnieren im Nip erreicht. Unabhängig vom gewählten Warenweg fallen durch ein sehr kleines Flottenreservoir nur minimale Abwassermengen beim Partie- bzw. Flottenwechsel an, auch der Chemikalieneinsatz kann somit deutlich reduziert werden. Im anschließenden Trocknungsprozess muss weniger Wasser verdampft werden als z.B. bei der Imprägnierung im Wasserbad, der Energiebedarf sinkt damit deutlich.

BRÜCKNER wird im Juni auf der ITM in Istanbul und der TECHTEXTIL in Frankfurt die Neuentwicklungen präsentieren.

ANDRITZ erhielt von Manifattura Fontana, einem Teil der Sioen-Gruppe, den Auftrag zur Lieferung einer Nadelvlieslinie zur Produktion von Geotextilien für den Standort in Romano d‘Ezzelino, Italien. Die Inbetriebnahme der Linie ist im vierten Quartal 2022 vorgesehen.

Die ANDRITZ-Nadelvlieslinie wird sämtliche Prozessschritte von der Faseröffnung bis zur automatischen Verpackung des Produkts abdecken. Ferner umfasst die Linie die neueste ProWin- Gewichtsprofilierungstechnologie zur Erreichung einer erhöhten Gleichmäßigkeit der Gewichtsverteilung auf Krempeln und Kreuzlegern. Eine weitere wichtige Funktion ist die wasserfeste Rollenverpackung, die am Markt immer gefragter wird. Mit der neuen Linie wird Manifattura Fontana einer der wenigen Marktteilnehmer weltweit sein, der Rollenware mit wasserdichtem Schutz liefert.

Dies ist bereits die zweite Linie, die ANDRITZ innerhalb von nur drei Jahren an Manifattura Fontana liefert. Manifattura Fontana ist Teil der technischen Textiliengruppe Sioen Industries mit Sitz in Belgien. Es ist ein führendes Unternehmen in den globalen Geotextilmärkten und liefert seinen Kunden Geotextilien mit Mehrwert für zahlreiche Anwendungen, wie zum Beispiel Straßenbau, Eisenbahnbau, Wasserspeicher, Staudämme und Tunnel sowie für Erdarbeiten, Fundamente, Erosionsschutz, Entwässerung, Abfallentsorgung oder Sicherheitsbehälter.

• Leistungsstarkes Facestock-Papier liefert überzeugende Ergebnisse für unterschiedliche Anwendungen
• Sappi Produktportfolio an Facestock-Papieren mit Parade Label SG vom Standort Gratkorn wird erweitert

Sappi, führender Hersteller von Verpackungs- und Spezialpapieren für verschiedene Anwendungen, bringt mit Parade Label SG ein einseitig gestrichenes Facestock-Papier für Selbstklebeetiketten auf den Markt, das hinsichtlich Eigenschaften wie Reißfestigkeit, Opazität und Steifigkeit ebenso punktet wie mit den zahlreichen Möglichkeiten zur Weiterverarbeitung.

• Semiglänzendes Facestock-Papier mit hochwertigen Eigenschaften
• Geeignet für eine Vielzahl an Anwendungen, etwa in den Bereichen Food, Non-Food, Gesundheits- und Schönheitspflege sowie dem Druck variabler Informationen
• Verfügbar in den Grammaturen 77, 78 und 80 g/qm
• Hergestellt im Werk Gratkorn, eines der größten und modernsten Papierfabriken Europas

Sappi bietet ein umfangreiches Sortiment an Papieren für Nassleim- und Selbstklebeetiketten an. Mit dem neuen Parade Label SG präsentiert das Unternehmen jetzt ein einseitig gestrichenes, semiglänzendes Facestock-Etikettenpapier, das für den direkten Kontakt mit Lebensmitteln zugelassen ist und das die DIN EN 71 für die Sicherheit von Spielzeug erfüllt. Das Einsatzgebiet umfasst etwa Etiketten, Food, Non-Food, Getränke, Gesundheits- und Schönheitspflegeprodukte. Dank der exzellenten Druckeigenschaften im Thermal Transfer Druck eignet es sich auch sehr gut im Bereich Logistik und für den Druck variabler Informationen.
Diese frischfaserbasierte Facestock-Lösung garantiert hochwertige Ergebnisse in der gesamten Produktions- und Verarbeitungskette. Sie verfügt über eine hohe Steifigkeit und Widerstandskraft, sodass das Etikett auch nach der Etikettierung nicht beschädigt wird und akkurat sitzt.

Sappi investiert in Kundennähe
Für 100-prozentige Verfügbarkeit und eine schnelle Lieferung seiner Etikettenpapiere hat sich Sappi vorausschauend für die Zukunft aufgestellt und mit den Werken Alfeld, Carmignano und Condino die Weichen für eine sichere Produktion und lückenlose Lieferketten gestellt. Hinzu kommt jetzt das Werk in Gratkorn, in dem Sappi in neues technisches Equipment investiert hat. Moderne Produktionsanlagen von Papiermaschine bis zu Formatausrüstung und langjähriges Know-how in der Fertigung gestrichener Papiere sind beste Voraussetzungen für erstklassige Produkte. Neben den vorhandenen grafischen Papieren wird die verfügbare Kapazität sukzessive auf die Fertigung von Parade Label Etikettenpapieren ausgeweitet.

Durch die zentrale Lage des Produktionsstandortes Sappi Gratkorn kann Parade Label SG innerhalb von Europa und darüber hinaus schnell geliefert werden. Die kurzen Transportwege sparen Energie und schonen die Umwelt; verkürzte Produktionszyklen ermöglichen wiederum eine gute Verfügbarkeit und schnelle Lieferung. Parade Label SG ist für den direkten Lebensmittelkontakt zertifiziert und ist in der Grammaturen 77, 78 und 80 g/m² erhältlich. Auf Wunsch liefert Sappi Parade Label SG mit FSC- oder PEFC-Zertifikat.

Seine Neuentwicklungen im Bereich der Etikettenpapiere stellt Sappi unter anderem auf der kommenden LabelExpo Europe in Brüssel im April 2022 vor.

Die AVK – Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe hat 2021 erneut Innovationspreise an Unternehmen, Institute und deren Partner vergeben. Jeweils drei Composites-Innovationen aus den drei Kategorien „Produkte und Anwendungen“, „Prozesse und Verfahren“ sowie „Forschung und Wissenschaft“ wurden während des neuen Events JEC Forum DACH am 23. November 2021 ausgezeichnet, das in seiner ersten Ausgabe in Frankfurt stattfand.

„Auch in diesem Jahr waren wieder viele sehr interessante und vielversprechende Produkte und Verfahren dabei. Der Innovationspreis zeigt, wie leistungsfähig, wirtschaftlich und nachhaltig sich Faserverstärkte Kunststoffe und mit ihnen die Firmen und Institute präsentieren,“ erklärte AVK-Geschäftsfüher Dr. Elmar Witten. Die hochkarätig besetzte Fachjury ehrte in diesem Jahr u.a. folgende Innovationen:

Kategorie Forschung und Wissenschaft
Den 1. Platz in der Kategorie „Forschung und Wissenschaft“ erhielt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit der Bondline Control Technologie (BCT). Das innovative Verfahren dient der Qualitätskontrolle und -sicherung von Klebverbindungen. Kernelement ist ein poröses Gewebe, das mittels Epoxidklebstoff oder Matrixharz auf eine Fügefläche appliziert wird. Das Abschälen des Gewebes erzeugt eine chemisch reaktive und hinterschnittige Oberfläche und kann gleichzeitig als Adhäsionstest zum Untergrund dienen Die BCT bietet verschiedene Anwendungsmöglichkeiten. Zum Beispiel können Abreißgewebe durch das BCT-Gewebe ersetzt werden, um Verbundbauteile mit optimierter Fügefläche herzustellen. Der kostengünstige Schältest kann in der Couponprüfung und zur Prozesskontrolle genutzt werden. Außerdem kann die kombinierte Haftprüfung und Oberflächenvorbehandlung zur Qualitätssicherung geklebter Reparaturen an Faserverbundstrukturen eingesetzt werden.

Den 2. Platz erhielt das Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen University und seinen Partnern AEROVIDE GmbH, Altropol Kunststoff GmbH, Basamentwerke Böcke GmbH, TechnoCarbon Technologies GbR mit „StoneBlade - Leichtbau mit Granit für die Windindustrie“. Die Innovation ermöglicht die Reduzierung von nicht-recyclefähigem Material im Rotorblattbau. Gleichzeitig wird das Gewicht reduziert und die mechanischen Eigenschaften zur Standsicherheit von Windkraftanlagen erhöht. Hierzu wird glasfaserverstärkter Kunststoff in den Blattkomponenten durch Hartgestein als naturbasiertes, kostengünstiges und verwertbares Leichtbaumaterial ersetzt. Die auf wenige Millimeter Dicke geschliffenen Gesteinsplatten werden in ein Faserverbund-Laminat mit Carbonfasern eingebracht und so für wechselnde Lastfälle stabilisiert. Das vorgespannte Material ist im Verbund druckstabil und kann ohne einen Verlust von Steifigkeit Zugkräfte im Dauerwechsellastfall aufnehmen.

Platz 3 ging an die Technische Universität Dresden – Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) mit dem Partner Mercedes Benz AG mit der interdisziplinären Entwicklung eines hochintegrierten induktiven Lademoduls für Elektrofahrzeuge. Das ultra-dünne Lademodul sollte dabei den Raum im Fahrzeugunterboden optimal ausnutzen ohne die Bodenfreiheit zu verringern. Dafür wurde ein interdisziplinärer Entwicklungsprozess angewendet und eine übergreifende elektrische, mechanische und prozesstechnische Charakterisierung von Hochfrequenzlitzen, ferromagnetischer Folie und Metalldrahtgeweben durchgeführt und ein Simulationsmodelll erstellt. Das Ergebnis ist ein Demonstrator für ein Ladesystem mit  einer Aufbauhöhe von 15 mm und einem Gesamtgewicht von 8 kg. Es erreicht eine Übertragungseffizienz von bis zu 92 Prozent bei 7,2 kW Nennleistung und aktiver Luftkühlung. Der Hardware-Demonstrator wurde in einem 3-stufigen Prozess unter Nutzung des RTM- und VARI-Verfahrens hergestellt.

Übersicht aller Preisträger in den drei Kategorien:
Kategorie „Innovative Produkte und Anwendungen“
1. Platz: „Verkehrsschilder von Nabasco (N-BMC)“ – Nabasco Products BV und Lorenz Kunststofftechnik GmbH, Partner: Pol Heteren BV und NPSP BV
2. Platz: „Neuentwickeltes ultratoughes Vinylesterharz für den Großschiffbau“ Evonik Operations GmbH
3. Platz: „Lufteinlassgehäuse in Multi-Material-Design für Gasturbinen“ – MAN Energy Solutions SE, Leichtbau-Zentrum Sachsen GmbH und Leichtbau-Systemtechnologien KORROPOL GmbH
Kategorie „Innovative Prozesse und Verfahren“
1. Platz: „In-Mould Wrapping“ werkzeugfallende, folierte Faserverbundbauteile für Exterieur-Anwendungen– BMW Group, Partner: Renolit SE
2. Platz: „Adaptive automatisierte Reparatur von Composite-Strukturkomponenten in der Luftfahrt“ – Lufthansa Technik AG, Partner: iSAM AG
3. Platz: „Automatisierte Oberflächenvorbehandlung mittels VUV-Excimer Lampen – CTC GmbH
Kategorie „Forschung und Wissenschaft“
1. Platz: „Bondline Control Technologie (BCT)“ – Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
2. Platz: „StoneBlade - Leichtbau mit Granit für die Windindustrie“ – Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University, Partner: AEROVIDE GmbH, Altropol Kunststoff GmbH, Basamentwerke Böcke GmbH, TechnoCarbon Technologies GbR
3. Platz: „Interdisziplinäre Entwicklung eines hochintegrierten induktiven Lademoduls für Elektrofahrzeuge“ – Technische Universität Dresden – Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK), Partner: Mercedes Benz AG

Die Ausschreibung für den nächsten Innovationspreis startet Ende Januar 2022.

Vom 19. bis 22. Oktober 2021 präsentiert sich Reifenhäuser Reicofil auf der weltweit führenden Nonwovens-Messe INDEX in Genf. Unter dem Motto „Living Nonwovens“ zeigt der Vliesstoffanlagen-Spezialist Lösungen zur Produktion nachhaltiger Vliesstoffe für eine breite Palette von Anwendungsbereichen.

Nachhaltige Vliesstoff-Produktion beginnt mit der Menge des eingesetzten Materials – je weniger Rohstoff benötigt wird, desto besser. Die darauf spezialisierte Anlagenserie „Reicofil 5x“ erzielt durch effektives Downgauging Flächengewichte von 8 gsm (Gramm pro Quadratmeter) oder sogar weniger, auch auf 1.000 m/min Composite-Anlagen mit 3 Spinnvliesbalken.

Zudem reduzieren Reicofil-Kunden auf Wunsch den Einsatz fossiler Rohstoffe durch die Verarbeitung von biobasierten Rohstoffen als ökologische Alternative – zum Beispiel für Windeln. Das Topsheet-Material besteht dabei zum Beispiel aus voluminösem, weichem und industriell kompostierbarem High-Loft-Vlies und erfüllt höchste Hygieneanforderungen.

Für technische Anwendungen können bis zu 90 Prozent PET-Flakes aus Post-Consumer-Abfällen zu hochfestem Vliesstoff verarbeitet werden. Reicofil zeigt damit, wie sich Nachhaltigkeit und leistungsfähige Vliesstoffe perfekt vereinen lassen.

Für den medizinischen Bereich zeigt der Anlagenhersteller seine führenden Lösungen für medizinische Schutzbekleidung mit hoher Barrierewirkung. Daneben bieten die – Corona-bedingt in vielen Regionen immer noch stark gefragten – Meltblown-Vliese für Schutzmasken verlässliche Sicherheit und helfen weltweit bei der Bekämpfung der Pandemie. Reicofil Technologie garantiert dafür hohe Sicherheit, mit Abscheidegraden von bis zu 99 Prozent (N99 / FFP3 Standard) sowie minimale Qualitätsschwankungen bei gleichzeitig extrem hoher Anlagenverfügbarkeit.

Mit der aktuellen Maschinengeneration RF5 setzt Reicofil zudem Benchmarks in Bezug auf Qualität, Leistung, Verfügbarkeit, Effizienz und Maschinenintelligenz – für anspruchsvolle Anwendungen in Hygiene, Medizin und technischen Bereichen.

• Hightech-Textilien für zukunftsorientierte Bauprojekte

Gebäudehüllen, Brücken, Treppen, Fassaden … Bau-Projekte sind enormen mechanischen Belastungen ausgesetzt. Oft kommen erhebliche klimatische oder umweltbedingte Einwirkungen hinzu. Faserverstärkte Werkstoffe sind deshalb zunehmend auch in Bauprojekten im Einsatz. Denn neben vielen weiteren spannenden Eigenschaften bringen sie hohe mechanische Festigkeit, niedriges Gewicht und ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit mit.

Die perfekte Basis für die innovativen Baustoffe bilden Bänder, Schläuche, Profile und 3D-Gewebe von vombaur. Die nahtlos rund oder in Form gewebten Schmaltextilien aus Hochleistungsfasern sind extrem belastbar, weil sie weder Naht- noch Schweißverläufe – und damit keine unerwünschten Bruchstellen – aufweisen. Ihre Oberflächeneigenschaften sind über die gesamte Länge identisch. Composite Textiles von vombaur bieten dadurch eine Leichtbaulösung für anspruchsvolle Aufgaben, die so zuverlässig wie langlebig ist.

Sichere und langlebige Lösungen für anspruchsvolle Anwendungen
Die Anwendungsmöglichkeiten für Leichtbauteile in der Bau-Industrie sind so zahlreich wie die Projekt-Ideen der Planungs- und Konstruktionsteams.
•    Seile und Zugglieder aus kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK)
•    Bewehrung von Baukonstruktionen aus Beton, Stahl, Holz oder anderen Materialien
•    Nachhaltige Sanierungsmaßnahmen an Brücken und Gebäuden
•    FVW-Lamellen als Verstärkungen bei Instandsetzungsmaßnahmen
•    (gefüllte) GFK-Rohre aus nahtlosrundgewebten Schläuchen von vombaur als Säulen/Pfosten
•    CFK-Profile als Stahlträgerersatz
•    Hohlprofile mit individuell entworfenem Querschnitt
•    Glasfaserverstärkte Verbindungselemente für Verglasung zur Minimierung von Dehnungsdifferenzen zw. Verbindungselement und Glas
•    Individuelle Lichtschächte

Visionen verwirklichen – mit Composite Textiles von vombaur
vombaur ermöglicht als Entwicklungspartner innovative Composites-Projekte für anspruchsvolle Anwendungen. In innovativen und sicherheitssensiblen Branchen wie Automotive und Aviation, Chemie und Anlagenbau.  Die Composites-Expertinnen und -Experten von vombaur entwickeln, bemustern und fertigen Webbänder und nahtlos rund- oder in Form gewebte Textilien von vombaur – gemeinsam mit den Entwicklungsteams der Kundenunternehmen und individuell für die jeweiligen Projekte. So entstehen neuartige und einzigartige Leichtbauteile aus Hochleistungstextilien für visionäre Leichtbau-Projekte.   

„Faserverstärkte Verbundstoffe sind der ideale Werkstoff für zukunftsorientierte Bau-Projekte“, erklärt Dr.-Ing. Sven Schöfer, Head of Development and Innovation von vombaur. „Ihre herausragenden technischen Eigenschaften und gestalterischen Möglichkeiten eröffnen für Bauprojekte neue und faszinierende Perspektiven. Vom Hochbau bis zum Tiefbau, vom Brückenbau bis zum Innenausbau. Als erfahrener Entwicklungspartner für anspruchsvolle Leichtbauteile bringen wir von vombaur in solche Zukunftsprojekte unsere seamless solutions ein.“

• Fraunhofer, SABIC und Procter & Gamble kooperieren
• Der Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE und das Fraunhofer Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT haben ein innovatives Recyclingverfahren für Altkunststoffe entwickelt.
• Das Pilotprojekt, an dem auch SABIC und Procter & Gamble beteiligt sind, soll zeigen, dass Einweg-Gesichtsmasken für das sogenannte Closed-Loop-Recycling geeignet sind.

Die milliardenfache Verwendung von Einweg-Gesichtsmasken zum Schutz vor dem Coronavirus birgt große Gefahren für die Umwelt, insbesondere wenn die Masken in der Öffentlichkeit, z.B. in Parks, bei Open-Air-Veranstaltungen oder an Stränden, gedankenlos weggeworfen werden. Neben der Herausforderung, eine nachhaltige Lösung für derart große Mengen unverzichtbarer Hygieneartikel zu finden, bedeutet die bloße Entsorgung der gebrauchten Masken auf Mülldeponien oder in Verbrennungsanlagen einen Verlust an wertvollem Rohstoff, mit dem sich neue Materialien herstellen ließen.

»Vor diesem Hintergrund haben wir untersucht, wie gebrauchte Gesichtsmasken wieder zurück in die Wertschöpfungskette der Maskenproduktion gelangen könnten,« so Dr. Peter Dziezok, Director R&D Open Innovation bei P&G. »Doch für eine echte Kreislauflösung, die sowohl nachhaltige als auch wirtschaftliche Kriterien erfüllt, braucht es Partner. Deshalb haben wir uns mit den Expertinnen und Experten vom Fraunhofer CCPE und Fraunhofer UMSICHT sowie den Technologie- und Innovations-Fachleuten von SABIC zusammengetan, um Lösungen zu finden.«

Im Rahmen des Pilotprojekts sammelte P&G an seinen Produktions- und Forschungsstandorten in Deutschland gebrauchte Gesichtsmasken von Mitarbeitenden und Besuchenden ein. Auch wenn diese Masken immer ordnungsgemäß entsorgt werden, fehlte es doch an Möglichkeiten, diese effizient zu recyceln. Um hierbei alternative Herangehensweisen aufzuzeigen, wurden extra dafür vorgesehene Sammelbehälter aufgestellt und die eingesammelten Altmasken an Fraunhofer zur Weiterverarbeitung in einer speziellen Forschungspyrolyseanlage geschickt.

»Einmal-Medizinprodukte wie Gesichtsmasken haben hohe Hygieneanforderungen, sowohl in Bezug auf die Entsorgung als auch hinsichtlich der Produktion. Mechanisches Recycling wäre hier keine Lösung,« erklärt Dr. Alexander Hofmann, Abteilungsleiter Kreislaufwirtschaft am Fraunhofer UMSICHT. »Unser Konzept sieht zunächst die automatische Zerkleinerung und anschließend die thermochemische Umwandlung in Pyrolyseöl vor. Unter Druck und Hitze wird der Kunststoff bei der Pyrolyse in molekulare Fragmente zerlegt, wodurch unter anderem Rückstände von Schadstoffen oder Krankheitserregern wie dem Coronavirus zerstört werden. Im Anschluss können daraus neuwertige Rohstoffe für die Kunststoffproduktion gewonnen werden, die zudem die Anforderungen an Medizinprodukte erfüllen,« ergänzt Hofmann, der auch Leiter der Forschungsabteilung Advanced Recycling am Fraunhofer CCPE ist.

Das Pyrolyseöl wurde im nächsten Schritt an SABIC weitergereicht, wo es als Ausgangsmaterial für die Herstellung von neuwertigem Polypropylen (PP) zum Einsatz kam. Das Polymer wurde nach dem allgemein anerkannten Massenbilanz-Prinzip hergestellt, bei dem das alternative Ausgangsmaterial im Produktionsprozess mit fossilen Rohstoffen kombiniert wird. Das Massenbilanz-Prinzip gilt als wichtige Brückenlösung zwischen der heutigen Linearwirtschaft und der nachhaltigeren Kreislaufwirtschaft der Zukunft.

»Das in diesem Pilotprojekt gewonnene, hochwertige zirkuläre PP-Polymer zeigt deutlich, dass Closed-Loop-Recycling durch die aktive Zusammenarbeit von Akteuren aus der gesamten Wertschöpfungskette erreicht werden kann,« betont Mark Vester, Global Circular Economy Leader bei SABIC. »Das Kreislaufmaterial ist Teil unseres TRUCIRCLE™-Portfolios, mit dem wertvolle Altkunststoffe wiederverwertet und fossile Ressourcen eingespart werden sollen.«

Mit der abschließenden Lieferung des PP-Polymers an P&G, das dort zu Faservliesstoffen verarbeitet wurde, schloss sich der Kreis. »Durch dieses Pilotprojekt konnten wir besser beurteilen, ob der Kreislaufansatz auch für Kunststoffe, die bei der Herstellung von Hygiene- und Medizinprodukten zum Einsatz kommen, geeignet wäre,« so Hansjörg Reick, Senior Director Open Innovation bei P&G. »Natürlich muss das Verfahren noch verbessert werden. Die bisherigen Ergebnisse sind jedoch durchaus vielversprechend.«

Das gesamte Kreislaufprojekt – von der Einsammlung der Gesichtsmasken bis hin zur Produktion – wurde innerhalb von sieben Monaten entwickelt und umgesetzt. Der Einsatz innovativer Recyclingverfahren bei der Verarbeitung anderer Materialien und chemischer Produkte wird am Fraunhofer CCPE weiter erforscht.

• Batteriedeckel aus SMC – Was Composites für die Elektromobilität leisten können

Die schnelle Entwicklung der Elektromobilität hat die gesamte Werkstoffentwicklung vor neue Herausforderungen gestellt. Besonders die Batterie, ein Herzstück der Elektrofahrzeuge, stellt ausgesprochen hohe Anforderungen an die eingesetzten Materialien und Lösungen.

Bei dem Batteriegehäuse (sog. Wanne) stellen metallische Werkstoffe in Profilform (vor allem Aluminium und spezielle Stähle) bezüglich der Crashanforderungen eine etablierte Lösung dar. Bei den Batteriedeckeln stehen verschiedene Lösungen in Wettbewerb. Je nach Konzept und Hersteller werden metallische (Aluminium, bzw. Stahl) sowie nichtmetallische Werkstoffe (Kunststoffe) bzw. deren Kombinationen eingesetzt.

Welche Anforderungen werden an die potenziellen Materialien für Batteriedeckel gestellt, um in Betracht gezogen zu werden?

Dieser Artikel betrachtet vorrangig die sehr guten Verwendungsmöglichkeiten von Sheet Molding Compounds (SMC). Fünf wichtige Merkmale der Funktion eines Batteriedeckels werden nachstehend kommentiert.

1.    Mechanische Eigenschaften

Das Batteriegehäuse besteht hauptsächlich aus Aluminium – bzw. Stahlprofilen, es kann allerdings auch im Aluminiumdruckverfahren hergestellt werden. Das Gehäuse beherbergt die Zellen, die Kühlung, die Verkabelung und schützt die Batterie vor Crash - / Crush – Schäden. Außerdem ist das Gehäuse ein Teil der gesamten Fahrzeugstruktur. Für die mechanischen Anforderungen des Batteriedeckels ist faserverstärkter Kunststoff (SMC) eine passende Lösung, die folgende Vorteile bietet:

•    gute Zug – und Biegefestigkeit erhöhen die Steifigkeit,
•    SMC ermöglicht die Verteilung dieser Eigenschaften über das gesamte Bauteil,
•    Verwendung verschiedenster Fasertypen und Glaskugeln ist möglich,
•    mögliche Fasersysteme, wie uni – und multidirektionale, sowie randomisierte Schnittfasern, erhöhen die mechanischen Eigenschaften,
•    lokale Verstärkungen der Wanddicken unterstützen diese Verbesserungen und
•    stabile und vorhersehbare Eigenschaften im breiten Temperaturbereich von minus 60°C bis 150°C und darüber hinaus, keine Versprödung, kein Schmelzen bzw. Aufweichen sprechen für diesen Werkstoff.

2.    Flammwidrigkeit und Temperaturbeständigkeit

Im Falle eines Batteriebrandes hat der Insassenschutz höchste Priorität, damit die Passagiere rechtzeitig das Fahrzeug verlassen können, das Elektrofahrzeug muss den sog. 'Run away test‘ bestehen. Ein Brand kann entstehen, wenn folgende Faktoren eintreten:

•    elektrische Überladung, Kurzschluss, Fehlfunktion der Steuerelektronik
•    mechanische Einwirkungen, wie z. B. ein Crash des Fahrzeuges.

Im Brandfall können Flammen oder heiße Gase mit Temperaturen von bis zu 1100°C auftreten, die feste Partikel der Zellen beinhalten, also wie ein Sandstrahlgebläse wirken. Dünne Blechdeckel widerstehen hier nur kurzzeitig, weshalb zusätzliche Platten aus Stahl oder Geweben verwendet werden müssen, um die Sicherheitsanforderungen zu erfüllen.
SMC bietet hier folgende Vorteile:
•    die Nutzung von unterschiedlichen Füllstoffen ergeben höchste Flammwidrigkeiten,
•    durch die Verwendung von einer Faserverstärkung wird eine Formstabilität und elektrische Isolation garantiert und
•    es gibt kein Spontanversagen aufgrund von Erweichen (Thermoplaste) oder Schmelzen (Metalle).

3.     Teilegeometrie und Werkzeugkosten

Batterien aus dem Bereich der Elektromobilität haben in der Regel große Dimensionen und ein komplexes Design, um die Zellmodule, Elektronik, Verkabelung und Kühlung aufnehmen zu können. Das führt zu reliefartigen Deckelformen, die als Metallversion nur durch einen mehrstufigen Tiefziehprozess hergestellt werden können.
SMC bietet hier folgende Vorteile:
•    Herstellung mit nur einem Werkzeug,
•    Bauteilhöhen von 20mm bis 800 mm sind im gleichen Teil möglich,
•    umlaufender Rand incl. Dichtungsnut ausführbar,
•    Materialschwindung ist einstellbar und kann auch als sogenannte Null-schwinder eingestellt werden,
•    partielle Wandstärkenerhöhungen für die Flammwidrigkeit sind möglich,
•    einstufiger Herstellprozess (Fließpressverfahren).

Bei der Montage gewinnt die Geometriegenauigkeit der SMC – Deckel eine besondere Wichtigkeit, wodurch die Dichtungspressung optimiert und der fast verzugsfreie Deckel einfach montiert werden kann.
Hier ist das SMC den metallischen oder thermoplastischen Lösungen deutlich über-legen.

4.     EMV Abschirmung

Wie alle Kunststoffe, hat SMC - im Gegensatz zu Metallen - keine elektromagnetische Abschirmwirkung. Daher müssen SMC Bauteile mit einem zusätzlichen Bauteil (Blech bzw. Folie) großflächig verbunden werden, was zusätzliche Kosten verursacht. Trotzdem bleibt ein SMC- Deckel mit entsprechender Abschirmungshilfe als Systemlösung absolut funktions- und wettbewerbsfähig.

5.      Emission

Da sich die Batteriegehäuse mit dem Interieur im Karosserieinnenraum befinden, sind Anforderungen an die Emissionseigenschaften (VOC und andere) zu erfüllen. Dies stellt folgende hohen Anforderungen an:

•    die chemische Zusammensetzung des Basisharzes,
•    das sorgfältige Rezeptieren,
•    die für die Aushärtung verantwortlichen Stoffe (Initiatoren, Inhibitoren, usw.),
•    die Sauberkeit in der Halbzeugproduktion und
•    die Kontrolle des Herstellungsprozesses.

All diese Elemente sind entscheidende Voraussetzungen, um die Emissionswerte unter Kontrolle zu bringen und nachhaltig zu garantieren. Dieser Herausforderung stellt sich die SMC Industrie und hat mittlerweile bewiesen, die notwendigen Mittel und Fähigkeiten zu haben, um die geforderten Emissionswerte zu erreichen.

Das Zusammenwirken aller oben genannten Faktoren zeigt eindeutig, dass Batteriedeckel aus SMC eine technische, die Sicherheit verbessernde und wirtschaftliche Alternative zu Bauteilen aus metallischen Werkstoffen darstellen. Es handelt sich also um einen optimalen Werkstoff für die Batterielösungen der E-Mobilität, der bereits bei einigen Fahrzeugen Verwendung in der Serienproduktion gefunden hat!