Aus der Branche

Wissenschaftsteams des Instituts für Textiltechnik der RWTH Aachen University (ITA) forschen gemeinsam mit Partnern aus der Industrie und außeruniversitären Forschungseinrichtungen gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) an Wegen, die Textilindustrie von fossilen auf biobasierte Rohstoffe, Ausrüstungen sowie neue umweltfreundliche Verfahren umzustellen, um auf diese Weise, die gesamte textile Wertschöpfungskette zu transformieren.

Die Fäden dafür laufen im Innovationsraum BIOTEXFUTURE mit einer Vielzahl an einzelnen Textilforschungsprojekten zusammen. Die enge Verknüpfung von universitärer mit anwendungsnaher Forschung und marktrelevanter Umsetzung mit Wirtschaftsunternehmen soll dazu führen, dass der Textilindustrie die Wende zu einem zukunftsfähigen biobasierten Wirtschaften zielgerichtet gelingen kann.

Erste konkrete Ergebnisse ausgewählter Projekte präsentiert BIOTEXFUTURE auf den Gemeinschaftsstand Bioökonomie des BMBF auf der Hannover Messe (22. bis 26.4.2024) sowie auf der fast zeitgleich stattfindenden Internationalen Leitmesse für technische Textilien und Vliesstoffe, Techtextil, in Frankfurt / Main (23. bis 26.4.2024). Folgende Projekte werden vorgestellt:

• BioTurf: der Kunstrasen der Zukunft ist grün (Hannover Messe / Techtextil)
• CO₂Tex: innovative elastische Garne binden CO₂ (Hannover Messe / Techtextil)
• DegraTex: biologisch abbaubare Geotextilien (Techtextil)
• BioBase: Textilien für Innenräume, Sport, Auto und Technik werden bio (Hannover Messe / Techtextil)

BioTurf: der Kunstrasen der Zukunft ist grün
Die Forscher*innen des Projekts BioTurf arbeiten an der Lösung eines Problems, mit dem hunderte von Städten und Gemeinden konfrontiert sind. Ziel ist es, eine Kunstrasenstruktur aus Bio-Polyethylen (PE) zu entwickeln, das sich qualitativ nicht von erdölbasiertem PE unterscheidet. Diese Monomaterial-Struktur soll ein hochwertiges Materialrecycling ermöglichen. Eine wichtige Basis für die spätere Kreislaufführung des Produktes. Darüber hinaus wird die neuartige Kunstrasenstruktur ohne die Zugabe von Einstreu-Granulat auskommen und damit das aktuelle Mikroplastik-Problem von Kunstrasenplätzen lösen. Es existiert bereits ein BioTurf-Fußballplatz in Aachen als Demonstrationsspielfeld, auf denen Sportler*innen spielen und trainieren, und dadurch die Forscher*innen regelmäßig Rückmeldung bekommen. Man befindet sich in der Phase der Feinjustierung, um das Ziel zu erreichen den Kunstrasen der Zukunft aus 100% biobasiertem Polyethylen herstellen zu können.

CO₂Tex: innovative elastische Garne binden CO₂
Die Textilwissenschaftler*innen des BIOTEXFUTURE Projekts CO₂Tex entwickeln elastische Filament-Garne, in deren Ausgangsmaterial das für die Erderwärmung mitverantwortliche Treibhausgas CO₂ gebunden ist. Gleichzeitig verwenden sie für die Garnherstellung Schmelzspinnprozesse, für die keine giftigen und umweltschädlichen Lösungsmittel notwendig sind. Den Forscher*innen ist es zudem gelungen, die Elastizität der auf thermoplastischen Polyurethanen (TPU) beruhenden Entwicklung für bestimmte Garntypen an das Leistungsvermögen der konventionellen Elastane heranzuschrauben. Das Projekt-Konsortium erwartet, dass für die entwickelten CO₂-haltigen elastischen TPU-Filament-Garne eine Hochskalierung der Produktionsprozesse auf eine massentaugliche Fertigung im Industriemaßstab in absehbarer Zeit möglich sein wird. Dabei hält das CO₂Tex-Team vergleichbare Herstellungskosten wie bei konventionellen Garnen sowie leichte Vorteile bei der Energiebilanz gegenüber bestehenden Prozessen für möglich.

DegraTex: biologisch abbaubare Geotextilien
Das Ziel von DegraTex ist die Entwicklung biobasierter, abbaubarer Geotextilien für kurzfristige Anwendungen wie die zeitlich begrenzte Sicherung von Erdstrukturen oder für den Vegetationsschutz. Die Materialien erfüllen ihre Funktion, bis sie von natürlichen Komponenten, wie z.B. bodenstabilisierenden oder bodendeckenden Pflanzen, übernommen werden oder simpel einfach nicht mehr benötigt werden. Es geht darum, konventionelle, erdölbasierte Geotextilien in technisch und ökologisch sinnvollem Rahmen durch biobasierte und abbaubare Produktlösungen zu ersetzen. Das Forschungsteam des ITA hat bereits erste Demonstratoren auf Basis von Biopolymeren im Außeneinsatz.

BioBase: Textilien für Innenräume, Sport, Auto und Technik werden bio
Im BioBase-Projekt wird die gesamte textile Wertschöpfungskette der jeweiligen Produkte abgebildet und in jedem Prozessschritt der technologische Reifegrad für die industrielle Produktion von biobasierten und nachhaltigen Chemiefasern schrittweise erhöht. Zunächst entstehen hierbei in Kooperation zwischen den Forschungseinrichtungen und Industriepartner*innen industriell gefertigte Anschauungsmodelle (Demonstratoren), die das Potenzial der am Markt verfügbaren biobasierten Polymere demonstrieren sollen. Die Herstellung der Polymere, Garne und textilen Flächen, orientiert sich sehr anwendungsbezogen an den existierenden technischen Anforderungen in den unterschiedlichen Industrie-Sektoren.
Das Team in Aachen beschäftigt sich mit der Herstellung von Chemiefasergarnen und betrachtet dabei die Arbeitsschritte Schmelzspinnen und Texturieren der Wertschöpfungskette und teilweise auch die Flächenherstellung. Die Forschungen zeigen, dass biobasierte Polymere existieren, die auf bestehenden Anlagen entlang der textilen Prozesskette bis zum Demonstrator verarbeitbar sind, wobei die Garn- und Textileigenschaften je nach Anforderungsprofil angepasst werden können.

Der Bundesverband Medizintechnologie (BVMed) unterstützt die Initiative der Länder Bayern, Baden-Württemberg, Hessen und Rheinland-Pfalz, vereint gegen Engpässe bei der Versorgung mit Medizinprodukten und Arzneimitteln vorzugehen und den Produktionsstandort Deutschland zu stärken. An dem Treffen der Gesundheits- und Wirtschaftsministerien der vier Südschienen-Länder am 11. September 2023 in München war auch der BVMed beteiligt, vertreten durch sein Vorstandsmitglied Marc D. Michel. „Es ist gut, dass die Politik im Dialog mit der Wirtschaft bleibt. Wir brauchen jetzt eine gemeinsame Kraftanstrengung, einen abgestimmten Medizintechnik-Pakt, um Produktion und Forschung unter schwierigen Rahmenbedingungen in Deutschland zu halten und zu stärken“, so Michel.

Die aktuell großen Herausforderungen des Medizintechnik-Standorts seien „hausgemachte Probleme“, so der BVMed. Gründe seien unter anderem eine handwerklich schlecht gemachte EU-Medizinprodukte-Verordnung (MDR), eine überbordende Bürokratisierung und Regulierungswut, die die MedTech-KMU ersticke, eine schleppende Digitalisierung des Gesundheitssystems, eine mangelnde Datennutzung und „die unzureichende Unterstützung des Mittelstandes, dem Herzstück der deutschen Wirtschaft“, so BVMed-Vorstand Marc Michel.

„Inflationsbedingt gestiegene Produktionskosten und die MDR sind eine tödliche Kombination. Wir schwächen den Standort und verlieren Investitionen und Arbeitsplätze“, zog Michel kritisch Bilanz.

Der BVMed fordert „ganzheitliche Ansätze, eine MedTech-Strategie aus einem Guss“:

• eine wettbewerbsfähige Regulatorik. Zu den Forderungen der Branche gehört allen voran die Abschaffung der Rezertifizierung alle fünf Jahre.
• eine Entbürokratisierungs-Offensive, die konsequent Überregulierungen abbaut und in Brüssel für standortfreundliche Regulierungen kämpfe, um den Mittelstand als Innovationstreiber zu stützen, nicht zu ersticken
• ein besserer Datenzugang und ein Antragsrecht beim Forschungsdatenzentrum für forschende Medizinprodukte-Unternehmen.
• die Stärkung der Resilienz des deutschen Gesundheitssystems und der Lieferketten. Dazu gehöre eine bessere Einbeziehung der MedTech-Branche in die Erarbeitung von Lösungen, denn Resilienz erfordere eine enge Kooperation von Politik und Industrie.

Für den Standort Deutschland stehe dabei viel auf dem Spiel, denn die Medizintechnik sei Innovationstreiber, Jobmotor und Exportweltmeister.

Deutschland sei vor der MDR der Erstmarkt für neue Medizinprodukte gewesen. Das habe sich nun komplett gedreht. Die US-amerikanische Zulassungsbehörde FDA sei deutlich schneller – und dabei genauso sicher. Neue Produkte würden deshalb künftig, wenn überhaupt, bestenfalls verzögert nach Europa gelangen und den Patient:innen zur Verfügung stehen.

„Die MedTech-Industrie ist ein zentraler Baustein für die technologische Souveränität Deutschlands. Nur mit einer besseren und international wettbewerbsfähigen MDR in Kombination mit einer innovations- und produktionsorientierten Standortpolitik können wir die Versorgung mit Medizinprodukten dauerhaft sicherstellen“, so das Fazit von BVMed-Vorstand Marc Michel.

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.

Wissenschaftler:innen vom Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden sind am 21. Juni 2022 für ihre gewebten Herzklappenimplantate mit dem Techtextil Innovation Award 2022 in der Kategorie „New Product“ ausgezeichnet worden.

Im Rahmen eines Forschungsprojektes der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) entwickelten Wissenschaftler:innen des ITM neuartige textile Herzklappenprothesen. Die Implantate können exakt an die anatomische Form angepasst und minimalinvasiv im Herz platziert werden. Die textile Herzklappe ist integral gefertigt. Hierbei erfolgt die Integration des Ventils in situ während des Webprozesses. Somit besteht die strömungstechnisch optimierte Herzklappe aus einer einzigen textilen Struktur. Weitere Fügeprozesse, z. B. durch Nähen, sind nicht mehr erforderlich. Das reduziert den Fertigungsaufwand im Gegensatz zur heutigen Herstellung biologischer Herzklappenprothesen in Handarbeit enorm.

Prof. Chokri Cherif, Institutsdirektor des ITM, freut sich mit seinem Team sehr über die kontinuierli-chen interdisziplinären Forschungserfolge, die am ITM in enger Kooperation mit technischen Webereien, Medizinern und Anwendern stetig erzielt werden. „Bereits vor zwei Jahren wurden wir mit dieser neuartigen Entwicklung als eines der drei Finalistenteams des Otto von Guericke-Preises 2020 geehrt. Die Auswahl für den Techtextil Innovation Award 2022 ist eine erneute Bestätigung für den Bedarf an unserer praxisorientierten Forschung und eine besondere Würdigung, aber gleichzeitig auch weiterer Ansporn für die zeitnahe Umsetzung unserer Forschungsergebnisse in die Industrie.“

Bislang stehen für die Behandlung defekter Herzklappen mechanische und biologische Klappen zur Verfügung. Die neuartigen gewebten Herzklappenprothesen sollen die Vorteile der beiden Typen vereinen: unbegrenzte Lebensdauer, keine lebenslange Einnahme von blutverdünnenden Medikamenten und minimal invasive Operation. Ferner können die textilen Herzklappen zeit- und kostensparend mit hoher Reproduzierbarkeit und Qualität gefertigt werden.

• AMAC kooperiert mit ITA (Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen und deren ITA GmbH) für die weitere Geschäftsentwicklung im Bereich Composites  

Zum 19. April 2021 gibt das Unternehmen AMAC unter der Leitung von Dr. Michael Effing seine Kooperation mit dem Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen und deren ITA GmbH bekannt. Ziel der Kooperation ist es, die Geschäftsaktivitäten von Institut und GmbH im Bereich Verbundwerkstoffe zu stärken und weiter auszubauen.

Das ITA als eines der größten Institute auf dem Campus der Exzellenz-Universität RWTH Aachen, entwickelt Komplettlösungen von der Faserherstellung über die Verarbeitung von textilen Vorprodukten mit thermoplastischen und duroplastischen Harzen über die textilbasierte Bauteilherstellung bis hin zu Technologien wie Flechten, Pultrusion und In-situ-Imprägnierung textiler Preforms. Die Top 3 Schwerpunktbranchen sind das Transportwesen, insbesondere der Bereich E-Mobilität, das Bauwesen sowie der Bereich Windenergie. Darüber hinaus ist die ITA GmbH als Partner der Industrie im Bereich Forschung und Entwicklung auf 8 Geschäftsfelder fokussiert und bietet Technologie- und Wissenstransfer sowie umfassende Lösungen entlang der gesamten textilen Wertschöpfungskette.

Prof. Dr. Thomas Gries, Geschäftsführer der ITA, erläutert die Hintergründe der strategischen Kooperation mit Fokus auf Composites: "Unsere langjährige Erfahrung und unser unübertroffenes Know-how rund um Endlosfasern, Vliese und andere textile Verstärkungen ermöglichen es uns, den Composite-Herstellern ein komplettes Technologie- und Serviceangebot rund um die Entwicklung technischer Textilien zu liefern, von der Entwicklung der Glas- und Kohlenstofffasern bis hin zur textilbasierten Verarbeitung von Composite-Bauteilen. In allen Prozessschritten unserer Forschung und Entwicklung legen wir den Schwerpunkt auf nachhaltige und recycelbare Lösungen, auf ein effizientes Preis-Leistungs-Verhältnis, den möglichen Einsatz biobasierter Materialien sowie die Reduzierung des CO2-Fußabdrucks. Wir freuen uns auf die Zusammenarbeit mit Dr. Michael Effing und AMAC, um von seinem breiten Netzwerk in der Composites-Industrie zu profitieren."

Dr. Michael Effing, Geschäftsführer der AMAC GmbH: "Ich freue mich sehr, das ITA dabei zu unterstützen, durch weitere industrielle Vernetzung und vorwettbewerbliche Gemeinschaftsprojekte weitere Innovationen zu generieren. Mehr als je zuvor ist es durch die Covid-19-Krise wichtig, Kräfte industrieübergreifend zu bündeln. So bietet das ITA mit seiner langjährigen Tradition und vielen zufriedenen Kunden textilbasierte Composite-Lösungen von der Faser bis zur kosteneffizienten Herstellung von Endteilen aus einer Hand: wertvolle Vernetzungsmöglichkeiten für die Composites-Industrie sowie Zugang zu komplementärer faserbasierter Exzellenz und 250 verschiedene Technologien in ihrem umfassend bestückten Maschinenpark."

Mit seiner kürzlich in Betrieb genommenen Hochtemperatur-Unidirektional-Tape-Linie eröffnet der japanische Composites-Hersteller MaruHachi neue Möglichkeiten für High-End-Anwendungen in anspruchsvollen Marktsegmenten wie Luft- und Raumfahrt oder im Automobilbau und erweitert damit das Spektrum herkömmlicher, auf PP- und PA- basierender Materialien.

In einer ersten Phase wird MaruHachi bis zu 40 Tonnen/Jahr produzieren und konzentriert sich speziell auf hochtemperaturbeständige thermoplastische unidirektionale (UD) Tapes sowie mehrschichtige Plattenlaminate. Das Material basiert auf Hochleistungsfasern wie Kohlenstoff, Aramid, Glas oder Naturfasern und einer Matrix, die aus Hochleistungspolymeren wie PPS, PEEK oder anderen Hochtemperaturpolymeren bestehen kann.  Diese sind wesentlich schlagzäher als Epoxidharze und einfach zu recyceln. Mit einer Breite von 500 mm, einem spezifischen Gewicht von 60 bis 350 g/m2, je nach gewähltem Material, kann die Anlage bis zu Temperaturen von 420 Grad Celsius arbeiten. Das Herstellen unter diesen extrem hohen Temperaturen führt zu besseren Materialeigenschaften in der Endanwendung wie gesteigerte Leistungsfähigkeit, erhöhte Widerstandsfähigkeit und integrierte Hochleistungsfunktionalitäten wie sie z.B. durch das sogenannte Umspritzen erreicht werden.

Seit 2017 ist die MaruHachi Group auf dem europäischen Markt in Kooperation mit Dr. Michael Effing, Geschäftsführer der AMAC GmbH in Aachen, aktiv, der das Unternehmen strategisch berät und unterstützt. Die etablierte, familiengeführte MaruHachi Group hat eine starke Historie in den Bereichen Automobil- und Medizintextilien und ist seit mehr als 15 Jahren im Bereich innovative Verbundwerkstoffe aktiv.

Toshi Sugahara, Geschäftsführer von MaruHachi: "Wir arbeiten bereits seit vielen Jahren mit in- und ausländischen Partnern an nachfragestarken Anwendungen zusammen. Daher hat sich MaruHachi nun dazu entschlossen, in Phase 1 über 1 Mio. EUR in diese neue Anlage zu investieren, wobei ein Teil der Finanzierung von der japanischen Regierung NEDO stammt. Neue Entwicklungen in Phase 2 werden bis Ende 2021 an den nachgelagerten Technologien wie dem automatisierten Preforming und der Konsolidierung vorgenommen. Mit unseren neuen Produkten wollen wir zu einer deutlichen Gewichtsreduzierung der Endprodukte beitragen, die Energieeffizienz verbessern und gleichzeitig eine kosteneffiziente und hochwertige Lösung anbieten."

Dr. Effing, Geschäftsführer der AMAC GmbH bestätigt: "Die Fokussierung auf die Nische der Hochtemperaturprodukte auf Basis von PPS und PEEK ermöglicht es MaruHachi, sehr anspruchsvolle High-End-Anwendungen wie Strukturelemente in Raum- und Flugzeugen, Flugzeugsitze oder Triebwerkskomponenten etc. anbieten zu können. Die Tapes sind vollständig recycelbar und können beispielsweise in hoher Geschwindigkeit bis zu 0.5 Metern pro Sekunde mit laserbasierten Tape-Placement-Maschinen und Robotern verarbeitet werden."

Zusammenarbeit und Unternehmensentwicklung mit AMAC
Zum 1. November 2020 gibt AMAC die Zusammenarbeit mit dem Unternehmen FibreCoat bekannt. Gemeinsam gehen beide die Markteinführung ihrer Produkte an sowie die globale Geschäftsentwicklung. FibreCoat ist ein junges, preisgekröntes Start-up und Spin-off der RWTH Aachen, das multifilamentbeschichtete Garne, Gewebe und Verbundwerkstoffe auf der Basis von Glas- oder Basaltfasern entwickelt.

Dr. Michael Effing, Geschäftsführer der AMAC GmbH: "FibreCoat ist ein vielversprechender Newcomer im Bereich elektromagnetische Abschirmungsanwendungen und Composites. Ihre Innovationen sind sehr kosteneffizient gerade für neue Technologien wie E-Mobilität oder Telekommunikation. Ich freue mich sehr, das Unternehmen mit Schlüsselakteuren der Branche bekannt zu machen und sie in ihrer Wachstumsstrategie zu begleiten".

Produkteinführung
FibreCoat entwickelt metallbeschichtete Fasern wie Zwei-Komponenten-Multifilamentgarne mit Basaltkern und Aluminiumbeschichtung, die für eine EMIAbschirmung und Kühlkörper in Batteriegehäusen verwendet werden sowie als elektrische Ableiter in Filtern, zur Verstärkung von Aluminiumgussteilen oder in leitfähigen Garne in smarten Textilien.

FibreCoat bringt das neue Produkt ALUCOAT™ auf den Markt: es handelt sich um eine aluminiumbeschichtete Glas- oder Basaltfaser, die sich als elektromagnetisches Abschirmmaterial in Automobilanwendungen wie Radar, Antennen oder für autonomes Fahren eignet sowie für Mobiltelefone und Anwendungen in Gebäuden. Aufgrund ihrer außerordentlichen Wärmeleitfähigkeit und besseren Wärmeübertragung verglichen mit traditionellem Verbundmaterial kann sie für die Herstellung von Autobatterieschalen oder für industrielle Anwendungen wie Feinstaubluftfilter verwendet werden.

Ab dem 1. Januar 2021 ist ALUCOAT™ als Garn, Gewebe oder Vliesstoff mit einer breiten Palette möglicher Titer und Flächengewichte auf dem Markt erhältlich. ALUCOAT ™ bietet eine elektrische Leitfähigkeit von 100 Ωm und eine Arbeitstemperatur von mindestens 400 °C. Darüber hinaus kann es für die Abschirmung von niedrigen bis hohen Frequenzen mit einer Wirksamkeit von 80 bis 120 dB eingesetzt werden.

Die langjährige strategische Kooperation des Thüringischen Instituts für Textil- und Kunststoff-Forschung Rudolstadt e.V. (TITK) mit der Technischen Universität Ilmenau erreicht einen neuen Meilenstein: Beide Partner nahmen jetzt eine Anlage zur Herstellung thermoplastischer Leichtbauplatten in Betrieb. Damit wurde eine moderne gerätetechnische Voraussetzung geschaffen, um die Zusammenarbeit zwischen dem an der TU ansässigen Thüringer Innovationszentrum Mobilität (ThIMo) und dem TITK insbesondere im Kompetenzfeld Kunststofftechnik und Leichtbau zu erweitern.

Die Investition wird aus Mitteln des Landes Thüringen und der EU im Rahmen der Grundfinanzierung des Thüringer Innovationszentrums Mobilität (ThIMo) gefördert. In Abstimmung zwischen dem TITK und dem ThIMo und auf Grundlage eines Nutzungs- und Überlassungsvertrages wurde die Anlage im Technikum des TITK aufgestellt. Das TITK ist seit vielen Jahren An-Institut der TU Ilmenau.

„Um unsere wissenschaftliche Zusammenarbeit voranzutreiben, läuft derzeit auch die gemeinsame Berufung der Professur Kunststofftechnik an der TU“, berichtet der geschäftsführende Direktor des TITK, Benjamin Redlingshöfer. „Damit festigen wir unsere Kooperation zwischen Grundlagenforschung auf der einen und wirtschaftsnaher Forschung auf der anderen Seite“, ergänzt der vorläufige Leiter der Uni, Prof. Dr. Kai-Uwe Sattler.

Beiden Teilbereichen der Forschung soll nun auch die neue Plattenanlage dienen. Sie kommt gemeinsamen Entwicklungsprojekten im Bereich kunststoffbasierter Halbzeuge und parallel dazu der Ausbildung von Studenten zugute. „Mit dieser Anlage wurde eine weitere Voraussetzung geschaffen, um auch den Transfer gemeinsamer Forschungsergebnisse in die Wirtschaft zu forcieren“ “, betont Prof. Dr. Klaus Augsburg, Projektleiter ThIMo an der TU Ilmenau. „Diese neu geschaffene wissenschaftlich-experimentelle Plattform ist mit unserem Technikum Kunststofftechnik passfähig“, so Augsburg weiter.

„Mit der Plattenanlage stellen wir Halbzeuge mit Faserverstärkung her, etwa aus Naturfaser-, Glasfaser- oder Carbonfaserverstärktem Kunststoff. Die Platten sollen insbesondere für Leichtbauanwendungen in verschiedenen Mobilitätssystemen zur Verfügung stehen“, sagt die zuständige Abteilungsleiterin am TITK, Dr. Renate Lützkendorf. Je nach Beschaffenheit des Ausgangsstoffs seien dabei auch Verbunde mit verschiedenen Schichten möglich.

Als Ausgangsmaterialien kommen sowohl marktverfügbare Kunststoffgranulate als auch Neuentwicklungen zum Einsatz. Darunter ein mit Partnern entwickeltes Granulat aus recycelten Carbonfasern. Speziell mit diesem Material lässt sich einerseits eine sehr hohe Steifigkeit erreichen. „Andererseits kann damit auch das Thema Leitfähigkeit oder Abschirmung erschlossen werden. So lassen sich Platten mit funktionellen Eigenschaften produzieren“, ergänzt Lützkendorf.

Erforscht werden zudem komplette Prozesse zur Herstellung neuer Faserverbundhalbzeuge. Dabei stehen verschiedene Aspekte im Mittelpunkt. „Zum Beispiel die Auswirkung von Füllstoffen auf die Plattenqualität und ihre Funktion, die Dicken, mit der diese Halbzeuge herstellbar sind, und ob sich die Platten auch schäumen lassen, um noch weiteres Gewicht einzusparen“, erläutert Dr. Thomas Reußmann, stellvertretender Abteilungsleiter am TITK.

Neben einer wesentlichen Zielgruppe beider Partner, der Automobilindustrie, können auch Themen anderer Branchen, wie z.B. der Verpackungsmittelindustrie bedient werden. Die Entwicklungsergebnisse werden durch Materialprüfungen am TITK und am ThiMo evaluiert.

• Nachhaltiges Bauen mit Carbonbeton: schnell, kostenreduziert, umwelt- und ressourcenschonend

Carbonbeton bringt zahlreiche Vorteile in der bautechnischen Verstärkung und Instandsetzung mit sich, speziell auch bei der Sanierung von Industriefußböden. Die HITEXBAU GmbH produziert auf Wirkmaschinen neuester Bauart und mit eigenen Beschichtungsanlagen Armierungsgitter für Beton aus Carbon, Basalt und AR-Glas. In einem innovativen, vollautomatischen Prozess können besonders großflächige und vielfältige Hochleistungs-Carbongelege kostengünstig für die Baubranche hergestellt werden. Wie zum Beispiel für die tschechische Firma Immogard s.r.o., die an verschiedenen Standorten Industrieflächen vermietet, u.a. im Industriepark Libravské Údolí. Hier waren rund 3.000 m² Industrieböden in drei Hallen zu sanieren. In Kooperation zwischen HITEXBAU und der Koch GmbH, Kreuztal, einem Spezialisten für Carbonbetonanwendungen im Sanierungsbereich, wurde ein Instandsetzungskonzept erarbeitet.

Spezielle Projektanforderungen: Hohe Traglast auf schwierigen Untergründen

Aufgrund der stark sanierungsbedürftigen Böden und sehr schwieriger Untergründe – minderfester Altbeton mit partiellen Ausbrüchen und Rissen, teilweise mit nicht tragfähigen Beschichtungen – war es wichtig, eine robuste und dauerhafte Lösung zur Erneuerung des Fabrikbodens umzusetzen. Zudem mussten hohe Nutzungsanforderungen als Produktionshalle mit dynamischen Sonderlasten durch bis zu 15 Tonnen schwere Maschinen sowie Staplerverkehr berücksichtigt werden. Die Randbedingungen und Gegebenheiten ergaben zwei Alternativen für die Erneuerung der Hallenböden: Den kompletten Rück- und Neubau der Böden aus Stahlbeton oder die Sanierung mit Carbonbeton.

Bodensanierung mit Carbonbeton: schneller und preiswerter

Nach Kostenermittlung beider Varianten empfahl sich eindeutig die Sanierung mit Carbonbeton. Diese brachte auch weitere, wesentliche Vorteile mit sich: Eine sehr schnelle Instandsetzung mit geringen Ausfallzeiten von lediglich 2 bis 3 Wochen vom Start des Projektes bis zur vollen Belastbarkeit und Nutzung des Bodens mit schweren Maschinen und Staplern. Zum Vergleich: Der vollständige Rück- und Neubau einer Stahlbeton-Bodendecke von 12 cm Stärke, ohne Beschichtung, würde 8 bis 10 Wochen benötigen. Im Kostenvergleich lag die Carbonbeton-Variante ca. 20 % unter der Stahlbeton-Variante. Die Instandsetzung mit Carbonbeton eines weniger geschädigten Bodens ohne Sonderbelastungen ergäbe einen Preisvorteil von über 30 %.

Unterschiedliche Carbon-Gelege: von flexibel bis starr und mit diversen Geometrien

Ziel der Instandsetzung war ein mechanisch stark beanspruchbarer, abriebarmer Boden. Für die neuen Industrieböden der drei Fabrikhallen – eine große Halle mit ca. 2.300 m², eine Halle mit ca. 380 m² und eine Halle mit ca. 600 m² altem Fliesenbelag – kamen je nach Erfordernis unterschiedliche Arten der Untergrundvorbereitung (Stemmen, Fräsen, Schleifen, Kugelstrahlen) zur Ausführung. Nach der Grundierung der Flächen wurden rund 5.000 m² der Carbonbewehrung verlegt. Optimal abgestimmt auf die unterschiedlichen Oberflächen wurden nach vorherigen Tragfähigkeitsberechnungen flexible und starre Gitter-Gelege diverser Geometrien kostenoptimiert verwendet.
     
3.300 m² Bodensanierung mit Carbonbeton in nur 2 bis 3 Wochen

Die Instandsetzung von industriellen Böden mit Carbonbeton erfolgt in sechs zeitnahen, zum Teil abschnittsbezogen, parallellaufenden Schritten: Abfräsen, Kugelstrahlen, Grundieren, Carbon-Gelege aufbringen, Egalisierungsschicht, abriebfeste Deckschicht.

SGL Carbon und Solvay schließen Kooperation zur Entwicklung von im hohen Maße konkurrenzfähigen und fortschrittlichen Carbonfaser-Verbundwerkstoffen für Primärstrukturen in der Luftfahrt

Wiesbaden - SGL Carbon und Solvay haben eine gemeinsame Entwicklungsvereinbarung geschlossen, um erstmalig Faserverbundwerkstoffe auf Basis von Large-Tow-Carbonfasern auf den Markt zu bringen. Diese Materialien, die auf den Large-Tow-IM-Carbonfasern (Intermediate Modulus, IM) der SGL Carbon und den Harzsystemen der Solvay für Primärstrukturen basieren, adressieren den Bedarf der Verkehrsflugzeuge der nächsten Generation: Geringere Kosten und CO2-Emissionen sowie höhere Produktions- und Kraftstoffeffizienz.  

Die Vereinbarung umfasst Technologien mit Duroplast- und Thermoplast-Verbundwerkstoffen. Grundlage für die Zusammenarbeit sind die Expertise von SGL Carbon in der Großserienfertigung von Carbonfasern sowie die führende Rolle von Solvay als Lieferant von hochentwickelten Materialien für die Luftfahrtindustrie.

„Für Solvay ist dies eine Gelegenheit, Faserverbundwerkstoffe auf Basis von 50K-IM-Carbonfasern federführend in der Luftfahrtindustrie einzuführen. Mit diesem in hohem Maße konkurrenzfähigen Leistungsversprechen können wir unseren Kunden fortschrittlichste Lösungen kosteneffizient anbieten. Wir betrachten die Entwicklungsvereinbarung als ersten Schritt auf dem Weg zu einer langfristigen Partnerschaft“, erklärt Augusto Di Donfrancesco, Vorstandsmitglied von Solvay.

„Durch Kombination unserer Carbonfaserkompetenz in der neu entwickelten und einzigartigen 50K IM-Faser mit Solvays Expertise in Harzformulierungen und Erfahrung in der Luft- und Raumfahrtindustrie, wollen beide Partner die Entwicklung eines fortschrittlichen Materialsystems für die Luftfahrt gezielt vorantreiben. Diese Allianz unterstützt die strategische Ausrichtung der SGL Carbon und wird unser Wachstum im attraktiven Luftfahrtmarkt beschleunigen“, erklärt Dr. Michael Majerus, Sprecher des Vorstands der SGL Carbon.

Faserverbundwerkstoffe in der Luftfahrt sind ein Milliardenmarkt, der im kommenden Jahrzehnt stark wachsen wird. SGL Carbon und Solvay sind optimal aufgestellt, um passende Lösungen für die Anforderungen dieses Marktes zu entwickeln.