Aus der Branche

Im Automobilbau, dem Schiffsbau und der Luftfahrtindustrie sowie bei Windenergieanlagen steigen die Materialanforderungen zusehends. Die verwendeten Werkstoffe sollen leicht, ressourcenschonend und gleichzeitig hochbelastbar sein. Faserverstärkte Kunststoffe (Composites) rücken immer mehr in den Vordergrund, da deren Eigenschaften in Kombination mit Glas- oder Carbonfasern metallischen Materialien oftmals überlegen sind. Mit Fokus auf die klimaneutrale Herstellung und Nutzung von Produkten wächst auch der Bedarf an Recyclinglösungen. Im SmartERZ-Projekt TRICYCLE arbeiten Unternehmen gemeinsam an geeigneten skalierbaren und wirtschaftlich tragfähigen Prozessen zum Recycling von Smart Composites. Momentan gibt es dafür keine Anbieter oder Konzepte am Markt.

Smart Composites bestehen aus Werkstoffen, deren Funktionalisierung durch die Integration oder Applikation elektrisch leitfähiger Komponenten, z. B. Sensoren oder Mikroprozessoren, erreicht wird. Dazu zählen zum Beispiel smarte Textilien, die elektronisch wärmen, Lichtsignale geben oder zur Datenübertragung genutzt werden können. Das breite Anwendungsspektrum und die vielseitigen Einsatzgebiete dieser intelligenten Verbundwerkstoffe und Multimaterialverbunde werden perspektivisch zu einem wachsenden Bedarf und einer stärkeren Nachfrage führen.

Die funktionale und vielschichtige Verbindung verschiedener Materialien wie Kunststoff, Metall und Textil wirft beim Thema Recycling Nachhaltigkeitsfragen auf. Im Erzgebirge werden dafür bereits heute Lösungen entwickelt. Im Rahmen des WIR!-Projektes SmartERZ ist das Verbundprojekt TRICYCLE entstanden. Mit dem Fokus auf den Strukturwandel im Erzgebirge haben sich acht ortsansässige Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft zusammengetan, um ein Recyclingkonzept aufzustellen und die Grobplanung für ein erzgebirgisches Recycling Center zu entwickeln. Das Ende des Produktlebenszyklus und die Nachnutzung bzw. Wiederaufbereitung stehen dabei im Mittelpunkt des Entwicklungsprozesses. Im Ergebnis sollen effektive und maßgeschneiderte Maßnahmen für eine möglichst hochwertige Wiederverwendung entstehen. Diese sollen dem steigenden Aufkommen an Abfällen aus diesem wachsenden Bereich der deutschen Industrie begegnen und anwendungsbereit sein.

Klassische Herausforderungen für die Projektbeteiligten sind die irreversiblen Verbindungstechniken (z. B. Kleben, Faser-Matrix-Haftung), die Integration vieler verschiedener Materialien in geringen Mengen sowie Form und Größe der Bauteile. Eigene Untersuchungen sowie Feedback von Partnerunternehmen bestätigen die Notwendigkeit sowie den Nutzen eines passgenauen Recyclingprozesses für Smart Composites und intelligente Multimaterialverbünde. Das Projekt soll dazu beitragen, den Wirtschaftsstandort Erzgebirge attraktiver und zukunftsfähiger zu gestalten.

Am 1. September 2021 gestartet, kann TRICYCLE erste Ergebnisse vorweisen. Zunächst wurden die Bedarfe bei mittelständischen Unternehmen in der Region Erzgebirge abgefragt, um die aktuellen Gegebenheiten und den Status quo in Bezug auf technologische Recyclingkonzepte bestmöglich abzubilden. Für ein fundiertes Recyclingkonzept hat das TRICYCLE-Team drei Referenzbauteile für den vorgesehenen Prozess ermittelt, die in der erzgebirgischen Wirtschaft Verwendung finden, und folgenden Bereichen zugeordnet: Automotive, Technische Textilien mit applizierter Zusatzfunktion und Technische Textilien mit integrierter Zusatzfunktion.

Basierend auf dieser Auswahl, analysiert das Projektteam momentan die Herstellungs- und bisherigen Recyclingprozesse der Referenzbauteile. Das beinhaltet auch die Planung praktischer Versuche zum Recycling. Dabei fokussieren sich die Projektpartner auf ihr Know-how in verschiedenen chemischen, thermischen und mechanischen Prozessen zur Separierung, Rückführung und Wiederverwendung der eingesetzten Materialien. Um die Produkte den Recyclingtechnologien zugänglich zu machen, wurde die Herangehensweise innerhalb des Projekts angepasst, da insbesondere Textil aufgrund von Form und Struktur (z. B. endlose Struktur) herausfordernd sein kann.

Obwohl die Materialien selbst recycelbar sind, müssen diese dennoch für den Prozess optimal vorbereitet bzw. fachgerecht aufbereitet werden. Die Expertise und die Technologiekompetenz, die hierfür benötigt werden, ist bei den beteiligten Projektpartnern durch jahrzehntelange Erfahrung und zahlreiche Innovationen vorhanden. Das Zusammenspiel aller Beteiligten im Projekt TRICYCLE stellt bereits jetzt die Weichen für das geplante Recycling Center, um dieses später zum Drehkreuz zwischen regionalen Produktionsunternehmen und dem Recycling weiterzuentwickeln. Dieses soll als „Open Factory“ aufgebaut werden, um den Unternehmen des SmartERZ-Bündnisses bzw. perspektivisch der Region Erzgebirge eine gemeinsame Nutzung zu ermöglichen.

„Die Wiederverwendung der eingesetzten Ressourcen ist sowohl aus ökonomischer als auch aus ökologischer Sicht zwingend geboten. Momentan gibt es weder Anlagenbauer noch Dienstleistungsanbieter mit den entsprechenden Kompetenzen zum Recycling von Smart Composites oder Multimaterialverbünden am Markt,“ stellt Johannes Leis, der Verbundkoordinator vom Sächsischen Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) in Chemnitz fest.Unter Leitung des STFI als Verbundkoordinator mit seiner über 30-jährigen Erfahrung in der Textilbranche und speziellem Know-how im Recycling von Carbonabfällen haben sich weitere Unternehmen und Forschungseinrichtungen zusammengefunden. Dazu zählen das Textilunternehmen Curt Bauer GmbH, die Professur Fabrikplanung und Fabrikbetrieb der TU Chemnitz, das Ingenieurbüro Matthias Weißflog, der Hersteller für Faserverbundbauteile Cotesa GmbH, der Spezialvlieshersteller Norafin Industries (Germany) GmbH, das Recyclingunternehmen Becker Umweltdienste GmbH und die Hörmann Rawema Engineering & Consulting GmbH. Am Ende der Projektlaufzeit sollen ein einsatzfähiges, technologisches Recyclingkonzept für die zukünftigen entstehenden smarten Produkte sowie die in der Produktion entstehenden Abfälle (bspw. durch fehlerhafte Bauteile und Randbeschnitte) und ein Konzept für den Aufbau eines Recycling Centers vorliegen, das im Erzgebirge entstehen soll.

Geokunststoffe sind aus der Bauindustrie nicht mehr wegzudenken. Etwa PP-Vliesstoffe, mechanisch verfestigte Endlosfasern aus speziell UV-stabilisierten Polypropylenen, werden gerne als Trenn-, Schutz- und Filtervliese eingesetzt und verlängern durch ihre Stabilität die Lebensdauer von Bauprojekten. Ob für den Straßenbau, als Gletscher- oder Unkrautvlies – die Anwendungen sind vielfältig.

TenCate Geosynthetics recycelt seit kurzem PP-Vliesstoff auf PURE LOOPs ISEC evo. Das europäische Unternehmen mit Standorten in Österreich, Frankreich und den Niederlanden ist auf die Entwicklung und Produktion von Geokunstoffen für den modernen Tiefbau spezialisiert. Die bei der Produktion anfallenden Randbeschnitte und Produktionsausschüsse wurden bereits am Standort Linz recycelt, aber nicht in den eigenen Produktionsprozess zurückgeführt.

„Die Anforderungen an uns waren hoch“, erinnert sich Patrick Wiesinger, Projektmanager bei PURE LOOP. „Das PP-Vlies ist hochreißfest, das bedeutet einen sehr anspruchsvollen Recyclingprozess. Mit unserer ISEC evo Maschine ist eine besonders schonende Aufbereitung des Produktionausschusses möglich, womit wir die gewünschte Qualitätssteigerung bei den Rezyklaten erreichten.“

Ein weiterer Vorteil der PURE LOOP Technologie ist die große Bandbreite an Formen, in denen die Produktionsausschüsse zur Verabreitung geliefert werden können. „Unsere ifeed Technologie mit Doppelschiebersystem und Einwellenzerkleinerer bietet die idealen Voraussetzungen für die direkte Verarbeitung dieser großen Rollen – und zwar ohne, dass das Inputmaterial extra von Mitarbeiterinnen oder Mitarbeitern für den Recyclingprozess vorher aufbereitet werden muss“, betont Patrick Wiesinger. Der Einsatz der ISEC evo Recyclinganlage macht es möglich, dass TenCate sein hochfestes PP-Vlies nun mit einem Rezyklatanteil von bis zu 10 Prozent herstellt.

Freudenberg Performance Materials (Freudenberg) präsentiert seine nachhaltige Evolon®-Produktpalette für technische Mehrwegverpackungen für hochempfindliche Teile. Die Mikrofilament-Textilien bieten einen verbesserten Oberflächenschutz für Kunststoff-Spritzgussteile, lackierte Teile und sogenannte Klasse-A-Teile und damit erhebliches Einsparpotential auf Kundenseite.

Evolon® RE ist die nachhaltigste Variante. Sie wird mit dem höchsten Anteil an recyceltem PET hergestellt und hat einen kleineren CO₂-Fußabdruck. Die neue Ultra Force Range von Evolon® bietet eine extrem hohe mechanische Festigkeit und ermöglicht, schwere und große Teile ohne den Einsatz von PVC zu transportieren und zu schützen. Die ESD Range (Electro Static Discharge Range) hat Freudenberg für die Verpackung empfindlicher elektronischer Komponenten entwickelt: Sie bietet dauerhafte elektrostatische Entladung und ihr Oberflächenwiderstand lässt sich anpassen.

Laut Weltgesundheitsorganisation (WHO) gehören Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu den häufigsten natürlichen Todesursachen. Weltweit sterben daran jährlich etwa 17 Millionen Menschen. Mit dem Peter Dornier-Stiftungspreis 2022 wurde nun am 21. Juli 2022 eine Forschungsarbeit von Herrn Dipl.-Ing. Mathis Bruns vom Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden ausgezeichnet, die die medizinische Versorgung von Menschen mit unzureichender Herzklappenfunktion künftig verbessern und das Leben der Patienten verlängern soll.

Das menschliche Herz ist eine Hochleistungsmaschine: Über die Lebenszeit eines Menschen hinweg schlägt es fast drei Milliarden Mal, pumpt dabei rund 200 Millionen Liter Blut durch den Körper. Enorme Belastungen, die mitunter zu lebensgefährlichen Verschleißerscheinungen führen können. Gerät eine Herzklappe aus dem Tritt, erhalten Patienten in der Regel künstlich-mechanische oder biologische Klappen als Ersatz. Mechanische Lösungen sind jedoch mit einer lebenslangen Einnahme blutverdünnender Medikamente verbunden. Außerdem kann es zu hörbaren Schließgeräuschen kommen; so klagt fast ein Viertel der Patienten mit mechanischer Herzklappe über Schlafstörungen. Biologische Herzklappen wiederum, etwa aus tierischem Gewebe, haben einen hohen manuellen Herstellungsaufwand und eine kürzere Lebensdauer.
 
Potenzial des Webens für Medizinprodukte aufgezeigt
Deshalb forscht Diplomingenieur Mathis Bruns am Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden an einer Implantat-Alternative aus Gewebe. Im Rahmen eines Forschungsprojekts, an dem auch Herzchirurgen aus dem Herzzentrum Dresden sowie der Uniklinik Würzburg beteiligt waren, lieferte Herr Bruns mit seiner Diplomarbeit wichtige Erkenntnisse für das Weben einer künstlichen Herzklappe. Für seine Arbeit mit dem Titel „Entwicklung von Schlauchstrukturen mit integrierter Ventilfunktion“ hat Mathis Bruns nun den mit 5.000 Euro dotierten Peter Dornier-Stiftungspreis 2022 erhalten. Dr. Adnan Wahhoud, ehemaliger Leiter der Entwicklungsabteilung Luftwebmaschine bei der Lindauer DORNIER, sagte bei seiner Laudatio: „Der Preisträger demonstriert mit seiner Arbeit sehr anschaulich, welches Potenzial in der Webtechnik steckt, um Gewebe komplexer Form, Geometrie und Gestalt herzustellen mit dem Ziel, das Leben von Menschen zu verlängern und zu verbessern.“ Die ausgezeichnete Diplomarbeit, sei eine Bereicherung der Forschung an dreidimensionalen Geweben zum Einsatz in der Medizin.

Ersatzherzklappen ohne Naht weben
„Ein besonderer Vorteil unseres Ansatzes liegt in der integralen Herstellungsweise“, sagt Stiftungspreisträger Mathis Bruns. Die Geometrie und Funktion einer Herzklappe sei derart komplex, dass sich gewebte Herzklappen bislang nicht in dieser Form herstellen ließen. Durch den kombinierten Einsatz einer Spulenschützen-Bandwebmaschine und einer Jacquard-Maschine sei es jedoch gelungen, die Ersatzherzklappe so zu weben, dass sie nicht mehr zusammengenäht werden müsse. Selbst die Schlauchstrukturen für die Blutgefäße und die integrierte Ventilfunktion seien „aus einem Guss“. „Nähte sind immer eine Schwachstelle in textilen Medizinprodukten“, sagt Bruns. Ein weiterer Vorteil der gewebten Herzklappe: Sie soll sich auch mit Hilfe einer minimal-invasiven Operation einsetzen lassen. Demnach soll die eingefaltete Klappe, die etwa so groß ist wie ein Teelicht, mit einem Katheter über die Blutbahn an die Zielstelle im Herzen geschoben und dort entfaltet werden. Brustkorb und Herz der Patienten müssten dann nicht mehr aufgeschnitten werden, erklärt Preisträger Bruns.
 
Textile Struktur ähnelt menschlichem Gewebe
Seit jeher entstehen verschiedenste Medizinprodukte auf den Webmaschinen der Lindauer DORNIER. Kunden fertigen auf ihnen unter anderem Gewebe für Bandagen, Prothesen, Blutfilter und Orthesen. Dass auf den Maschinen aus Lindau in Zukunft vermehrt auch Implantate wie Herzklappen gewebt werden, ist für Mathis Bruns nur naheliegend. „Textiles Gewebe ist dem menschlichen Gewebe sehr ähnlich“, sagt er. Wie ein textiles Gewebe sich aus Tausenden Einzelfäden zusammensetze, bestehe auch der menschliche Körper zu einem großen Teil aus fadenförmigen Materialen. „Muskelfasern leiten Kraftimpulse, Nervenbahnen senden Reize wie beispielsweise Schmerzen und Gehirnzellen leiten über fadenförmige Dendriten und Axone Informationen.“ Aufgrund ihrer „Fadenförmigkeit“ seien gewebte Implantate deshalb besonders geeignet für medizinische Anwendungen.

• DOMOs neue NYLEO®-Marke vereint DOMOs Erfahrung mit Nylon 66-basierten Fasern und legt mit drei neuen Produkten den Schwerpunkt auf Innovation
• NYLEO® PROTECT steht für verbesserten Flammschutz, NYLEO® 4EARTH® ist der Name für verbesserte biologische Abbaubarkeit und NYLEO® SAFE zeichnet sich durch bakteriostatische Eigenschaften aus
• NYLEO® repräsentiert einen neuen Meilenstein in DOMOs wachsendem Angebot an nachhaltigen Lösungen

NYLEO® ist DOMOs neue Produktlinie und kombiniert bewährte Hochleistungsfasern mit bahnbrechenden neuen Lösungen. NYLEO® auf Nylon 66-Basis wird in zahlreichen Anwendungen eingesetzt, darunter Textilien, Bodenbeläge sowie Flock- und Schleifmittel. Aufgrund seiner Eigenschaften bietet NYLEO® ein breites Spektrum an Möglichkeiten für die Verbesserung der Produktleistung.

DOMOs NYLEO® setzt auf unsere Erfahrungen mit Nylon 66-basierten Fasern und legt mit drei Produkten den Schwerpunkt auf Innovation: NYLEO® PROTECT mit verbessertem Flammschutz, NYLEO® 4EARTH® mit verbesserter biologischer Abbaubarkeit und NYLEO® SAFE mit bakteriostatischen Eigenschaften.

DOMOs Erbe an innovativen Nylon 66-Fasern
DOMOs Team für Hochleistungsfasern hat seinen Sitz im französischen Valence. DOMO produziert seit 1955 PA66-Fasern für Anwendungsbereiche wie Schleifmittelvliese, Luftfahrt, Teppichböden, Hochleistungstextilien, Flock für Polstermöbel, Innenausstattung und -böden von Autos sowie viele weitere Verbraucherprodukte. Die NYLEO® Marke wird nun auf das gesamte Portfolio an Polyamid 66 (PA 66)-Faserprodukten, einschließlich gekräuseltem TOW oder TOW für die Flockherstellung, angewendet. Fasern auf Basis von PA66 sind für hohe Widerstandsfähigkeit, hervorragende Verschleiß- und Abriebfestigkeit, hohe Zähigkeit, ausgezeichnete Färbbarkeit und Farbechtheit sowie einheitliche Qualität und weiche Haptik bekannt. Dazu gehören:

• NYLEO® PROTECT – um das Sicherheitsniveau in den Bereichen persönliche Schutzausrüstung, Bekleidung, Möbel und Transport zu erhöhen, hat DOMO eine neue flammhemmende PA 66-Faser entwickelt. NYLEO® PROTECT vereint alle Vorteile von PA 66, wie z. B. mechanische Eigenschaften, Komfort, geringes spezifisches Gewicht und hervorragende Abriebfestigkeit, mit verbessertem Flammschutz. Der Sauerstoffindex (LOI) von NYLEO® PROTECT wurde auf 28 % verbessert, was dem Niveau typischer flammhemmender Fasern entspricht.
• NYLEO® 4EARTH® – immer mehr Hersteller befassen sich mit den Themen Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft und versuchen ihren Einfluss auf die Umwelt weitmöglichst zu verringern, z. B. durch ein besseres Abfallmanagement. Die textile Wertschöpfungskette hat starken Anteil an den Mülldeponien, auf denen die meisten Kleidungsstücke enden. Aus diesem Grund entwickelte DOMO mit NYLEO® 4EARTH® eine Faser, die auf Deponien besser biologisch abgebaut wird. Während traditionelle Nylon 66-Fasern 50 – 100 Jahre für den Zerfall benötigten, braucht NYLEO® 4EARTH aufgrund seiner verbesserten biologischen Abbaubarkeit nur fünf Jahre, um abgebaut zu werde.
• NYLEO® SAFE – die Verbreitung von Bakterien hat sich zu einem immer dringlicheren Gesundheitsproblem entwickelt. Bei NYLEO® SAFE wird ein bakteriostatisches Mittel in die Polymermatrix eingebracht, wo es die Fasern langfristig schützt und das Wachstum von Bakterien verhindert.

Mit der STFI Akademie startet das Sächsische Textilforschungsinstitut e.V (STFI) ab April 2022 den hauseigenen Bereich Fachkräftequalifizierung in drei Modulen. Das Modul Weiterbildung | Qualifizierung bietet Kurse für die Mitarbeiterqualifikation an. Die ersten Kurse finden Anfang April statt. Die Verbundausbildung währenddessen unterstützt Ausbildungsbetriebe und ihre Auszubildenden. Unter Textil-Info bündelt das STFI Angebote für Schüler, wie das beliebte Rucksack-Projekt und die Doppelstunde „Textile Welt“, die an die Schulen kommt.

Die Verbundausbildung unterstützt Ausbildungsbetriebe und ihre Auszubildenden. Die Auszubildenden erhalten einen breiten Einblick in die Textilbranche. Die fachbezogenen Module können wichtige Ausbildungsschwerpunkte ergänzen oder vertiefen, sofern es den Unternehmen aufgrund ihrer Spezialisierung selbst nicht möglich ist. Alle Module offeriert das STFI als Basisprogramm, Intensivprogramm oder individuell, zeitlich und inhaltlich nach Kundenwunsch ausgerichtet.

Im Akademiebaustein Qualifizierung oder Weiterbildung bietet das STFI umfangreiche Kurse zur Mitarbeiterqualifikation an. Gerade wenn Unternehmen spezialisiert sind, kann es von Interesse sein, andere textile Teilgebiete theoretisch oder praktisch kennen gelernt und erfahren zu haben. Die Kurse werden je nach Umfang und Inhalt als Grundlagen- oder Intensivkurse durchgeführt. Die Kursteilnehmer erhalten umfangreiches Schulungs- und Informationsmaterial. Die theoretischen Ausführungen finden in modern ausgestatteten Beratungsräumen statt und werden direkt an den Anlagen oder in den Labors mit praktischen Übungen und Vorführungen untersetzt.

Im Akademiebaustein Textil-Info möchten die Kollegen des STFI Schüler für Textil begeistern. Dafür stehen zwei Projekte zur Verfügung. Zum Beispiel stellen Mitarbeiter des STFI in einer Doppelstunde die „Textile Welt“, die Ausbildungsberufe Textillaborant, Produktionsmechaniker Textil, Produktveredler und Chemielaborant sowie Aufstiegs- und Qualifizierungsmöglichkeiten vor. Dieses Angebot richtet sich insbesondere an Schulen mit den Abschlussjahrgängen 9. und 10. Klasse. Im Rucksackprojekt erleben junge Teilnehmer eindrucksvoll, wie aus einfachen Fäden ihr individueller Rucksack entsteht. Dieses Projekt vermittelt einen breiten Überblick über die textile Welt. Dieses Angebot richtet sich an Schüler und Gruppen von Berufsschullehrern, Mitarbeiter von Textilunternehmen oder Interessierte. Das Projekt eignet sich darüber hinaus als Teambuilding-Maßnahme oder als betriebliches Event-Angebot.

Gemeinsam mit insgesamt 46 Industriepartnern konnten mehrere, verschiedene Konzepte für Kunststoff-basierte Multimaterial-Batteriegehäuse erarbeitet werden, mit denen deutliche Einsparpotentiale bei Gewicht und Kosten möglich sind. Im Projektverlauf kristallisierten sich zwei wichtige Kernthemen heraus, die in Folgeprojekten gesondert behandelt werden sollen: Bodenaufprallschutz und Feuerbeständigkeit. Diese zwei Folgeprojekte starten am 26. Januar 2022. Ein Projekt zur Entwicklung und Realisierung von Prototypen für Mitte nächsten Jahres 2022 ist in Planung.

Batteriegehäuse gehören zu den Schlüsselkomponenten in E-Fahrzeugen und werden derzeit in der Regel aus Aluminium hergestellt. Genau diese Komponente analysierte das AZL in dem jetzt durchgeführten Projekt mit einem großen Konsortium aus Automobilherstellern, Automobilzulieferern, Rohstoffherstellern und Maschinenherstellern. „Der enorme Zuspruch aus der Industrie unterstreicht die Relevanz des Themas“, freut sich der Projektleiter Warden Schijve, der zudem sehr zufrieden mit dem Verlauf und den Ergebnissen ist. Schließlich lassen sich bis zu 36 % des Gewichts und bis zu 20 % der Kosten einsparen, wenn anstelle herkömmlicher Lösungen Multi-Material-Verbunde auf Basis von Kunststoffen zum Einsatz kommen.

Um zu den Ergebnissen zu gelangen, hat das AZL unter Mitwirkung seiner Partnerunternehmen, zu denen unter anderem Audi, Asahi Kasei, Covestro, DSM, EconCore, Faurecia, Formosa, Hengrui, Hutchinson, IPTE, Johns Manville, Magna, Marelli und Teijin, gehörten, zunächst fünf Subkomponenten eines Batteriegehäuses definiert: die Gehäusewanne, die Bodenschutzplatte, den Crash-Rahmen, die Querbalken und den Gehäusedeckel. Außerdem analysierten die Partner insgesamt 44 marktrelevante, existierende Serienkomponenten und Konzepte genauer und erstellten eine umfangreiche Übersicht über die verschiedenen Standards sowie Anforderungen auf nationaler, internationaler und OEM-Ebene. Prämisse dabei war, gleiche oder gar bessere mechanische Kennwerte zu erreichen als bei herkömmlichen Lösungen. So sollten beispielsweise mindestens gleiche Steifigkeiten, Sicherheiten bei seitlichem Aufprall, EMI-Abschirmung sowie Flammschutz vorhanden sein. Um nun die alternativen Lösungen zu ermitteln, entwickelte das AZL 20 Designkonzepte mit unterschiedlichen Materialkombinationen. Zur Analyse und Auslegung der verschiedenen Konzepte wurden mehr als 500 FEM-Modelle erstellt und über 1.500 CAE-Simulationen durchgeführt.

Während sich Folgeprojekt 1 mit einer anwendungsbezogenen Testmethode und der Untersuchung der Sicherheit verschiedener Materialkombinationen für den Bodenaufprallschutz beschäftigt, steht in Folgeprojekt 2 die Flammresistenz verschiedener Materialien und Materialkombinationen im Vordergrund. Ziel ist es Prüfverfahren zu entwickeln, die es erlauben, die Aufprall-/Feuerbeständigkeit auf Materialebene unter Berücksichtigung der spezifischen Anforderungen an ein Batteriegehäuse im Vergleich zu Standardmaterialien zu untersuchen.

Firmen mit Interesse an Herstellung von Batteriegehäusen können sich an Philipp Fröhlig und Alexander Knauff wenden:
Philipp Fröhlig, AZL Aachen GmbH, Senior Project Manager, Tel: +49 241 47573514, philipp.froehlig@azl-aachen-gmbh.de
Alexander Knauff, AZL Aachen GmbH, Manager Industrial Services, Tel: +49 241 47573516, alexander.knauff@azl-aachen-gmbh.de

• 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.“

Die neue Textilschmiede AYCANE aus der Schweiz hat sich auf funktionale Unterwäsche für Hockeyspielerin und Hockeyspieler fokussiert. Die Kollektion besteht aus Hockey-Baselayern und -Socken für Männer, Frauen und Kinder, einer Trainingskollektion für Männer, einer T-Shirt-Linie für Kinder, Recharge-Produkten für Männer sowie Accessoires. Im Frühjahr 2022 soll die Trainingskollektion für Frauen folgen.

AYCANE optimiert die Steuerung der Körpertemperatur sowie die Atmungsaktivität durch High-Tech-Stoffe, die exklusiv in Italien entwickelt wurden. Sie leiten Feuchtigkeit vom Körper weg, bieten dabei maximale Bewegungsfreiheit und beschleunigen die Regeneration. Schutz und Komfort gewährt ein schnittresistenter Stoff, der angenehm auf der Haut und zugleich sehr elastisch ist.

• 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.