Aus der Branche

Felix Pohlkemper und Tim Röding vom Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen lassen die Carbonfaserproduktion durch Sensortechnologie überwachen und erreichen so mittelfristig eine Verdopplung der Produktionsgeschwindigkeit von derzeit 15 auf 30 m/min und dadurch eine Umsatzsteigerung von bis zum 37,5 Mio. € pro Jahr und Anlage. Diese Entwicklung überzeugte auch die Jury der ITMF und wurde mit dem ITMF StartUp Award 2023 auf der diesjährigen ITMF Annual Conference in Keqiao (China) ausgezeichnet.

Dr. Musa Akdere nahm den Preis stellvertretend für das CarboScreen-Gründerteam entgegen.

Kohlenstofffasern können ihr volles Potenzial nur dann entfalten, wenn sie bei der Herstellung und Weiterverarbeitung nicht beschädigt werden. Zwei Arten von Faserschädigungen treten bei der Faserherstellung verstärkt auf: Oberflächliche oder mechanische Schäden an den Fasern oder Schäden an der chemischen Struktur.

Beide Schäden können durch die derzeitigen Mittel nicht optimal erkannt werden oder fallen erst nach der Produktion auf, um nur zwei Beispiele zu nennen. Dies führt zu höheren Produktionskosten. Eine fehlerhafte Produktion kann im Ernstfall sogar zu Anlagenbränden führen. Deshalb und um eine gute Produktionsqualität zu gewährleisten, wird die Anlage sicherheitshalber mit 15 m/min unter ihrer Produktionskapazität gefahren. Möglich wären jedoch 30 m/min oder mehr. Durch die sensorbasierte Online-Überwachung von CarboScreen kann die Produktionskapazität auf 30 m/min verdoppelt werden. Dies würde zu einer höheren Produktion, dadurch sinkenden Herstellkosten und einem breiteren Einsatz von Carbonfasern in Massenmärkten wie Automotive, Luft- und Raumfahrt und Windenergie führen.

Felix Pohlkemper und Tim Röding vom Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen University entwickeln mit ihrem Start-Up CarboScreen GmbH eine Technologie, die die komplexe Carbonfaserproduktion durch Sensor-Überwachung beherrschbar macht. Mithilfe der CarboScreen-Technologie soll mittelfristig eine Verdopplung der Produktionsgeschwindigkeit von derzeit 15 m/min auf 30 m/min möglich sein. Allein durch die Verdopplung der Produktionsgeschwindigkeit ist eine Umsatzsteigerung von bis zu 37,5 Millionen € pro Jahr und Produktionsanlage möglich. Für diese bahnbrechende Entwicklung wurden Felix Pohlkemper und Tim Röding mit dem dritten Platz des AVK-Innovationspreises 2023 in der Kategorie Prozesse und Verfahren ausgezeichnet. Die Preisverleihung fand während des JEC Dach Forums in Salzburg, Österreich, statt.

Die Herstellung von Carbonfasern ist hochkomplex. Eine Überwachung des Herstellungsprozess erfolgt im Stand der Technik allerdings lediglich manuell durch angelernte Fachkräfte. Bereits minimale Faserschädigungen während der Herstellung führen jedoch einer verminderung der Qualität der Carbonfaser. Darüber hinaus kann es im Extremfall zu Anlagenbränden führen. Um die Produktionsqualität zu gewährleisten, ist die Produktionsgeschwindigkeit zurzeit auf maximal 15 m/min begrenzt. Tatsächlich könnte die Produktionsgeschwindigkeit der Anlagen darüber liegen. Die sensorbasierte Online-Überwachung von Carbo-Screen ermöglicht mittelfristig die Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeit auf 30 m/min. Infolge der gesteigerten Produktionsmenge pro Anlage reduzieren sich die spezifischen Herstellungskosten der Carbonfaser, was in günstigeren Preisen resultieren kann.

Ein reduzierter Verkaufspreis würde einen noch breiteren Einsatz von Carbonfasern und ihren Verbundwerkstoffen in klassischen Märkten wie der Luft- und Raumfahrttechnik sowie der Windenergie, aber auch den Großserieneinsatz in der Automobilindustrie möglich machen.

Das CarboScreen-Online-Überwachungssystem befindet sich momentan in der Entwicklung für den industriellen Einsatz. Es soll in 2024 an einer Industrieanlage validiert werden.

Die CarboScreen GmbH wurde im Rahmen einer EXIST-Förderung gegründet und bietet KI-gestützte Sensorsystem für die Carbonfaserherstellung an. Durch die Sensortechnologie wird die Faser über die gesamte Herstellung hindurch kontinuierlich überwacht. Abweichungen werden automatisch ermittelt.

Die Sieger des AVK-Innovationspreises werden jährlich von der AVK-Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe vergeben. Ausgezeichnet werden Unternehmen, Institute und deren Partner in den drei Kategorien Produkte und Anwendungen, Prozesse und Verfahren sowie Forschung und Wissenschaft.

Die Lenzing Gruppe hat auf den wachsenden Bedarf an Transparenz und Rückverfolgbarkeit von in Schutzbekleidung verarbeiteten Materialien reagiert und setzt das Lenzing Fasererkennungssystem nun auch für die schwer entflammbaren Cellulosefasern der Marke LENZING™ FR ein. Das System ermöglicht die Identifizierung von LENZING™ FR Fasern während jeder Phase des Produktionsprozesses. Dadurch gewährleistet es eine beispiellose Rückverfolgbarkeit und zuverlässige Qualitätssicherung bei der Herstellung von Schutzbekleidung und stärkt so das Vertrauen in das Endprodukt. Getreu dem entschlossenen Einsatz zur Senkung der CO₂-Emissionen stellt Lenzing sicher, dass Lenzing™ FR Schutzbekleidung aus Fasern auf Modalbasis neue Maßstäbe für verantwortungsbewusste Produktionsverfahren setzt. Erhältlich sind ebenfalls von ClimatePartner zertifizierte CO₂-neutrale LENZING™ FR Fasern, mit denen Lenzing auf die steigenden Nachhaltigkeitsanforderungen in der Branche reagiert.

Das Fasererkennungssystem stärkt Vertrauen in die Lieferkette
Die Fasern der Marke LENZING™ FR werden aus dem nachwachsenden Rohstoff Holz gefertigt, der im Einklang mit den strengen Richtlinien der Policy für Holz und Zellstoff von Lenzing aus kontrollierten und zertifizierten Wäldern in Österreich und Zentraleuropa bezogen wird. Als eines der weltweit ältesten und erfahrensten Unternehmen der Branche sorgt Lenzing für Transparenz in der Lieferkette, indem die Rückverfolgbarkeit der von Lenzing hergestellten Cellulosefasern sichergestellt wird. Das Fasererkennungssystem von Lenzing kann LENZING™ FR Fasern in jeder Phase der Produktion identifizieren und bietet dadurch eine zuverlässige Qualitätskontrolle sowie einen Echtheitsnachweis. Dank dieses Systems können wir unseren Partnern entlang der Lieferkette die Gewissheit geben, dass auch wirklich Premiumfasern von Lenzing verwendet werden, und so ihr Vertrauen in die Lieferkette stärken. LENZING™ FR Fasern sind auf Anfrage mit FSC- oder PEFC-Zertifizierung erhältlich und wurden vom US-Landwirtschaftsministeriums (USDA) als BioPreferred®-Produkt ausgezeichnet.

Senkung der CO₂-Emissionen während des Produktionsprozesses
Fasern der Marke LENZING™ FR werden in einem voll integrierten Produktionsprozess gefertigt, dessen Energieverbrauch zu mehr als 83 Prozent aus erneuerbaren Energiequellen gedeckt wird. Daher fallen bei der Produktion 80 Prozent weniger Treibhausgasemissionen an als bei Standardmodalfasern¹. Ebenfalls erhältlich sind von ClimatePartner zertifizierte CO₂-neutrale LENZING™ FR Fasern² – eine interessante Option für Partner in der Wertschöpfungskette, die ihren CO₂-Fußabdruck verringern möchten, ohne dabei Kompromisse bei Schutz und Komfort einzugehen.

Neue Qualitätsstandards bei Schutzbekleidung
Die mit dem EU Ecolabel³ zertifizierten LENZING™ FR Fasern werden in Schutzbekleidung für Feuerwehrleute, Militär, Polizei und in der Öl- und Gas- sowie metallverarbeitende Industrien in über 100 Ländern verarbeitet. Schutzbekleidung aus Fasern der Marke LENZING™ FR setzt neue Qualitätsstandards in der Branche, denn sie ist nicht nur leicht, atmungsaktiv und weich, sondern auch bei extrem hohen Temperaturen angenehm zu tragen. Zudem entsprechen die LENZING™ FR Fasern der Definition von inhärent schwer entflammbaren und flammhemmenden Fasern, wie sie vom Europäischen Chemiefaserverband CIRFS festgelegt wurden. LENZING™ FR Fasern werden in einer großen Auswahl an Farben angeboten, wobei die Eco Color Technologie zum Einsatz kommt, die sich gegenüber herkömmlichen ressourcenintensiven Färbemethoden durch eine Energie- und Wasserersparnis von 50 Prozent und einen um 60 Prozent reduzierten CO₂-Fußabdruck auszeichnet.⁴ Dank ihrer lang anhaltenden Farbbeständigkeit und Designflexibilität ist für LENZING™ FR Fasern keine zusätzliche Farbbehandlung durch Garnhersteller oder Stofffabriken erforderlich und auch nach mehrmaligem Waschen neigen sie weniger zum Verblassen.

¹ Einzelheiten zur Zertifizierung sind auf der TENCEL™ Website verfügbar.
² Klimaneutralität wird erreicht, indem CO₂-Emissionen gemessen und reduziert und verbleibende CO₂-Emissionen durch die Finanzierung von Kompensationsprojekten (z. B. Aufforstungsprojekte) oder die Einlösung von CO₂-Zertifikaten ausgeglichen werden. Der CO₂-Fußabdruck des Produkts auf die globale Erwärmung ist demnach gleich Null.
³ Das EU Ecolabel wird von allen Mitgliedstaaten der Europäischen Union sowie von Norwegen, Liechtenstein und Island anerkannt. Das 1992 durch eine EU-Verordnung (Verordnung (EWG) Nr. 880/92) eingeführte freiwillige Label hat sich schrittweise zu einem Referenzpunkt für Verbraucher:innen entwickelt, die durch den Kauf umweltfreundlicherer Produkte und Dienstleistungen zu einer geringeren Umweltbelastung beitragen wollen.
⁴ Genauere Angaben zur Energie- und Wasserersparnis und zum reduzierten CO₂-Fußabdruck sind in der Broschüre „Lenzing for Protective Wear“ beschrieben.
 

Kelheim Fibres GmbH und der italienische Textilmaschinenhersteller Santoni Spa wurden im Rahmen der ITMF-Jahrestagung in Keqiao, China, mit dem ITMF International Cooperation Award 2023 ausgezeichnet. Mit dieser Auszeichnung würdigt die International Textile Manufacturers Federation (ITMF) herausragende Leistungen im Bereich internationaler Zusammenarbeit in der Textilindustrie im Einklang mit den Werten der 17 Nachhaltigkeitsziele (SDGs) der Agenda 2030 für nachhaltige Entwicklung.

Gemeinsam haben Kelheim Fibres und Santoni eine nachhaltige Menstruationsunterwäsche entwickelt, die auf fortschrittlicher Maschinentechnologie und hochwertigen, leistungsstarken Viskosefasern basiert.

Santonis Spezialmaschinen ermöglichen eine Reduzierung von Stoffabfällen oder eine vollständig abfallfreie Produktion, während gleichzeitig die Produktionseffizienz gesteigert und damit Kosten gesenkt werden können. Kelheim Fibres' holzbasierte Spezialfasern, wie die trilobale Galaxy® oder die hohle Bramante-Faser, ersetzen synthetische Materialien in der funktionalen Saugschicht der Periodenunterwäsche und bieten gleichzeitig eine hervorragende Performance und damit verlässlichen Schutz.