Aus der Branche

Die Gewinner der diesjährigen Innovation Awards der internationalen Leitmessen Techtextil und Texprocess stehen fest. 15 Preisträger in acht Kategorien erhalten die Auszeichnung für wegweisende Forschung, neue Produkte, Verfahren oder Technologien. Die prämierten Innovationen zeigen textile Lösungen als essenzielle Treiber für Weiterentwicklungen in zahlreichen Branchen wie Luftfahrt, Automobil, Medizin oder Bau.

Gewinner Techtextil Innovation Award

Flugzeuge besser recyceln
Leichter als viele Metalle und flexibel im Design: Faserverbundwerkstoffe sind aus der modernen Luft- und Raumfahrt nicht mehr wegzudenken. Die textilverstärkten Leichtbaumaterialien, meist eine Mischung aus Glas- oder Kohlenstofffasern und Kunstharz, reduzieren das Gewicht von Flugzeugen – und damit deren Treibstoffverbrauch – so stark, dass manche modernen Flieger inzwischen zu mehr als 50 Prozent aus ihnen bestehen. Damit stellt sich auch immer dringlicher die Frage nach dem Recycling dieser Verbundmaterialien. Für ein neues Verfahren, mit dem Flugzeugteile aus thermoplastischem Faserverbund künftig besser recycelt werden können sollen, erhält das belgische Textilforschungsinstitut Centexbel den Techtextil Innovation Award in der Kategorie „New Approaches on Sustainability & Circular Economy“. Das prämierte Verfahren, dessen Entwicklung nach Angaben von Centexbel eng von Airbus begleitet wurde, nutzt Induktionswärme. Mit ihrer Hilfe kann man verschweißte thermoplastische, textilverstärkte Verbundwerkstoffe erhitzen und anschließend voneinander lösen. Stringer, Teile von Tragflächen und andere textilbasierte Flugzeugteile sollen sich so künftig besser trennen und wiederverwenden lassen.

Smartes Dach
Der Techtextil Innovation Award in der Kategorie „New Product“ geht an das portugiesische Technologiezentrum für Textil- und Bekleidungsindustrie CITEVE für ein intelligentes, textilverstärktes Abdichtungssystem für Flachdächer. Das „Smart Roofs System“ (SRS) besteht aus einer thermisch reflektierenden, flüssigen Abdichtungsmembran auf Wasserbasis und einer intelligenten textilen Verstärkungsstruktur aus einem Jacquard-Gewebe aus recyceltem Polyester. Diese enthält elektronische Garne, die auf Wärme, Temperatur und Feuchtigkeit reagieren. Das innovative System bietet laut CITEVE eine bessere technische Leistung und ist nachhaltiger als bisherige Lösungen für Flüssigmembranen.

Drei Preisträger in der Kategorie „New Technology“:

Selbstkühlende Textilien gegen Klimawandel-Folgen
Eine neuartige Beschichtung für selbstkühlende Textilien der Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) erhält einen Techtextil Innovation Award in der Kategorie „New Technology“. Anders als Sonnenschirme oder Markisen, die die Sonneneinstrahlung nur indirekt abhalten, ermöglicht die Beschichtung es Textilien, selbst aktiv zu kühlen. Dazu reflektiert sie nicht nur das Sonnenlicht, sondern strahlt auch Wärmeenergie wieder ab. Die Entwicklung der Beschichtung erfolgt auch vor dem Hintergrund steigender Temperaturen durch den Klimawandel. Der Kühlenergiebedarf in Städten sei zwischen 1970 und 2010 um 23 Prozent gestiegen. Bisher sorgen vor allem Ventilatoren und Klimaanlagen für Abkühlung. Doch die verbrauchen viel Strom: Bereits 2018 schätzte die Internationale Energieagentur (IEA), dass rund zehn Prozent des weltweiten Strombedarfs auf Klimaanlagen und Ventilatoren entfallen; 2050 könnten Klimaanlagen laut IEA nach der Industrie der zweitgrößte Treiber des globalen Energiebedarfs sein.

Besserer Schutz vor Sepsiserregern
Sepsis, auch bekannt als Blutvergiftung, ist weltweit für jeden fünften Todesfall verantwortlich. Ursache der Infektion sind häufig Mikroorganismen wie Bakterien, Pilze oder Viren, die auch in Krankenhauswäsche vorkommen und von dort über Wunden in den Körper gelangen können. Das hessische Unternehmen Heraeus Precious Metals erhält einen Techtextil Innovation Award in der Kategorie „New Technology“ für eine neue antimikrobielle Technologie, die Krankenhauspatient*innen künftig besser vor Sepsiserregern schützen soll. Dabei handelt es sich um ein Additiv auf Edelmetallbasis mit dem Namen AGXX. Kleidung und Bettwäsche in Krankenhäusern und Pflegeeinrichtungen sollen so künftig besser antimikrobiell ausgestattet werden können als mit derzeitigen Lösungen. Und so funktioniert es: In Textilien eingearbeitet, löst AGXX durch das Zusammenwirken der Edelmetalle Silber und Ruthenium eine katalytische Reaktion aus, die reaktiven Sauerstoff erzeugt, der Mikroorganismen wirksam abtöten soll. Die antimikrobielle Wirksamkeit der prämierten Neuentwicklung konnte Heraeus nach eigenen Angaben bisher bei 130 verschiedenen Mikroorganismen nachweisen und zudem zeigen, dass diese auch nach 100 Wäschen im Textil erhalten bleibt.

Smarte Textilpumpe hält Kleidung trocken
Bei Kleidung ist Komfort einer der wichtigsten Aspekte. Er leidet schnell, wenn ein Kleidungsstück nass wird, zum Beispiel durch Schweiß. Um diesen künftig schon während des Tragens aus Hemd oder Jacke zu entfernen, hat das schwedische Unternehmen LunaMicro eine intelligente Feuchtigkeitsmanagement-Technologie entwickelt. Dabei handelt es sich um ein mehrlagiges, poröses Textil, das mit einer kleinen Batterie verbunden ist. Eingearbeitet in ein Kleidungsstück, soll diese smarte Textilpumpe Flüssigkeiten wie Schweiß aktiv aus dem Inneren der Kleidung nach außen befördern und die Träger*innen trocken halten. Für die in Schweden und den USA patentierte elektroosmotische Textilpumpe erhält das Unternehmen einen Techtextil Innovation Award in der Kategorie „New Technology“. Die Innovation soll schon bald in Outdoor- und Arbeitsschutzkleidung sowie in persönlicher Schutzausrüstung (PSA) zum Einsatz kommen.

Zwei Preisträger in der Kategorie “New Concept”:

Nachhaltiges Bauen: Bis zu 30 Prozent Beton einsparen
Rund 40 Prozent der globalen CO2-Emissionen entfallen derzeit auf den Bau- und Gebäudebereich. Vor allem bei der Herstellung von Beton, einem der wichtigsten Baustoffe, werden große Mengen CO2 freigesetzt. Das Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) und das Institut für Massivbau (IMB) an der TU Dresden erhalten einen von zwei Techtextil Innovation Awards in der Kategorie „New Concept“ für ein neues Fertigungsverfahren von Betonfertigteilen unter Verwendung von Carbon, mit dem sich bis zu einem Drittel Beton einsparen lassen soll. Darum geht es: Um Material zu sparen, kommen im Neubau vorzugsweise sogenannte Hohlkörperdecken zum Einsatz. Das sind Betonfertigteile, die im Gegensatz zu massiven Stahlbetondecken Hohlräume enthalten und daher weniger Beton benötigen. Mit dem neuen Fertigungsverfahren, das die Institute mit Unternehmen der Textil- und Baubranche entwickelt haben, lassen sich Hohlkörperdecken-Betonfertigteile mit Carbon herstellen, die künftig noch weitaus mehr Beton und damit CO2 einsparen sollen. Mit dem prämierten Verfahren sollen sich Privat- und Industriegebäude schon bald nachhaltiger und ressourcenschonender bauen lassen als bisher.

Veganes Leder aus Hanfabfällen
Ebenfalls in der Kategorie „New Concept“ wird das Biotech-Start-up Revoltech mit einem Techtextil Innovation Award ausgezeichnet. Das junge Unternehmen aus Darmstadt erhält den Preis für seinen veganen, vollständig recycelbaren Lederersatz aus Hanffasern namens „LOVR“ (ein Akronym für „lederähnlich, ohne Plastik, vegan, reststoffbasiert“). Laut Revoltech ist es der „weltweit erste wirklich zirkuläre Lederersatz“. Vegane Lederalternativen hätten bisher oft zwei Probleme: Entweder seien sie nicht rein pflanzlich, weil sie erdölbasierte Bestandteile enthielten, oder sie würden im Labor gezüchtet und seien daher schwer skalierbar. LOVR dagegen vereint laut Fuhrmann Skalierbarkeit und 100-prozentige Kompostierbarkeit. Die für LOVR verwendeten Hanfabfälle stammen aus dem industriellen Hanfanbau. Der prämierte Lederersatz ist Revoltech zufolge bereits in Schuhen und in einem Konzeptfahrzeug des Autoherstellers KIA im Einsatz. Bald soll er auch bei Polstermöbeln, in Autoinnenräumen und Bekleidung für mehr Nachhaltigkeit sorgen.

Zwei Preisträger in der Kategorie “New Technologies on Sustainability & Recycling”:

Fasern nachhaltiger zu 3D-Formen verbinden
In der Kategorie „New Technologies on Sustainability & Recycling“ geht ein Techtextil Innovation Award an Norafin Industries aus dem sächsischen Mildenau. Der Preis würdigt das neue Verfahren „Hydro-Shape“, mit dem sich Fasern mit Hochdruckwasserstrahlen zu einer 3D-Form verbinden lassen. „Statt nur textile Flächen zu erzeugen, können mit dem neuen Verfahren dreidimensionale Strukturen von der Faser bis zum Endprodukt in einem Schritt hergestellt werden. Im Ergebnis entstehe ein textiles 3D-Produkt, das in Sachen Abfallreduzierung neue Wege gehe und zudem aus biologisch abbaubaren Naturfasern hergestellt werden könne. Die Entwicklung der Technologie erfolgte laut Jolly auch vor dem Hintergrund der Single-Use-Plastics Directive, einer EU-Richtlinie zur Bekämpfung von Einwegplastik, die 2021 in Kraft trat. Auf der Techtextil will Norafin das nun ausgezeichnete Fügeverfahren erstmals der Öffentlichkeit vorstellen.

Biobasierte Isolationstextilien statt synthetischer Dämmstoffe
Eine gute Wärmedämmung von Gebäuden ist wichtig für den Klimaschutz, denn sie reduziert den Energieverbrauch und damit die benötigte Heizenergie. Dämmstoffe wie Polyurethan oder Styropor dämmen zwar gut, enthalten aber auch fossile Rohstoffe. Um solche synthetischen Materialien in Zukunft zu ersetzen und nachhaltiger zu dämmen, hat das Aachener Start-up SA-Dynamics gemeinsam mit Industriepartnern recycelbare Dämmtextilien aus biobasierten Aerogelfasern entwickelt. Dafür erhält das Unternehmen den zweiten Techtextil Innovation Award in der Kategorie „New Technologies on Sustainability & Recycling“. Die EU und Regierungen vieler Staaten setzen auch bei der Gebäudedämmung verstärkt auf regulatorische Maßnahmen für mehr Klima- und Umweltschutz. Die neuen Isolationstextilien aus Aerogelfasern, die zu über 90 Prozent aus Luft bestehen und sich auf Textilmaschinen verarbeiten lassen, sollen synthetische Dämmstoffe in ihrer Schutzwirkung sogar übertreffen

Die DITF leiten das Verbundprojekt „DACCUS-Pre*“. Die Grundidee des Projektes ist es, einen neuen Baustoff zu entwickeln, der langfristig Kohlenstoff speichert und der Atmosphäre sogar mehr CO₂ entnimmt, als bei seiner Herstellung freigesetzt wird.   

In Zusammenarbeit mit der Firma TechnoCarbon Technologies ist das Vorhaben inzwischen fortgeschritten – ein erster Demonstrator als Hauswandelement konnte realisiert werden. Dieser besteht aus drei Werkstoffen: Naturstein, Carbonfasern und Biokohle. Jede einzelne Komponente trägt dabei in unterschiedlicher Art und Weise zu der negativen CO₂-Bilanz des Werkstoffs bei:

Zwei Gesteinsplatten aus Naturstein bilden die Sichtwände des Wandelements. Durch die mechanische Bearbeitung des Materials, dem Zusägen in Gesteinstrennmaschinen, fallen nennenswerte Mengen an Gesteinsstaub an. Dieser ist durch seine große spezifische Oberfläche sehr reaktionsfreudig. Durch Silikatverwitterung des Gesteinsstaubs wird einen große Menge CO₂ aus der Atmosphäre dauerhaft gebunden.

Carbonfasern in Form von technischem Gewebe verstärken die Seitenwände der Wandelemente. Sie nehmen Zugkräfte auf und sollen, analog zu Verstärkungsstahl in Beton, den Baustoff stabilisieren. Die verwendeten Carbonfasern sind biobasiert, hergestellt auf der Basis von Biomasse. Lignin-basierte Carbonfasern, wie sie an den DITF Denkendorf seit langem technisch optimiert werden, sind für diese Anwendung besonders geeignet: Sie sind durch niedrige Rohstoffkosten günstig und haben eine hohe Kohlenstoffausbeute. Außerdem sind sie nicht, wie Verstärkungsstahl, anfällig für Oxidation und dadurch wesentlich länger haltbar. Wenngleich Carbonfasern in der Herstellung energieintensiver sind als Stahl, wie er in Stahlbeton verwendet wird, so wird doch nur eine geringe Menge für den Einsatz im Baustoff benötigt. Dadurch ist die Energie- und CO₂-Bilanz erheblich besser als für Stahlbeton. Durch die Verwendung von Solarwärme und Biomasse zur Herstellung der Carbonfasern und die Verwitterung der Steinstäube wird die CO₂-Bilanz des neuen Baumaterials insgesamt sogar negativ, wodurch CO₂-negatives Bauen von Gebäuden möglich wird.

Die dritte Komponente des neuen Baumaterials besteht aus Biokohle. Diese kommt als Füllmaterial zwischen den beiden Gesteinsplatten zum Einsatz. Die Kohle wirkt als effektives Dämmmaterial. Sie ist zusätzlich ein dauerhafte CO₂-Speicherquelle, die in der CO₂-Bilanz des gesamten Wandelements eine nennenswerte Rolle spielt.

Aus technischer Sicht ist der bereits realisierte Demonstrator, ein Wandelement für den konstruktiven Bau, weit ausgereift. Als Naturstein wurde ein Gabbro aus Indien verwendet, der optisch hochwertig und für hohe Lastaufnahmen geeignet ist. Das wurde in Lasttests nachgewiesen.  Biobasierte Carbonfasern dienen als Decklagen der Gesteinsplatten. Die Biokohle der Firma Convoris GmbH zeichnet sich durch besonders gute Wärmeisolationswerte aus.

Die CO₂-Bilanz einer Hauswand aus dem neuen Werkstoff wurde berechnet und der von etabliertem Stahlbeton gegenübergestellt. Es ergibt sich eine Differenz in der CO₂-Bilanz von 157 CO₂-Equivalenten je Quadratmeter Hauswand. Eine deutliche Einsparung!

* (Methods for removing atmospheric carbon dioxide (Carbon Dioxide Removal) by Direct Air Carbon Capture, Utilization and Sustainable Storage after Use (DACCUS).

As of March 1, 2024, Dr. Denis Hinz will become new Head of SGL Carbon's Carbon Fibers Business Unit. The previous Head, Roland Nowicki, will leave SGL Carbon on May 31, 2024 at his own request to pursue new professional challenges. He will be available to the company as a consultant until his leaving date to support a smooth transition.

Roland Nowicki took over as Head of Carbon Fibers in November 2020 and has successfully driven forward the realignment of the business unit over the past three years.  

Dr. Denis Hinz has been with SGL Carbon for more than six years and has held various management positions during this time, including Head of Operations of the Fuel Cell Components division and Managing Director of SGL Fuel Cell Components GmbH in Meitingen since December 1, 2021. The graduate engineer from the Technical University of Munich is an experienced manager who is well networked within SGL Carbon and has closely followed the development of Carbon Fibers in recent years.

Die SGL Carbon prüft derzeit verschiedene strategische Optionen für den Geschäftsbereich Carbon Fibers (CF). Diese umfassen auch einen möglichen Teil- oder vollständigen Verkauf des Geschäftsbereichs. In einem ersten Schritt sollen zeitnah potenzielle Interessenten über die Rahmendaten des Geschäftsbereichs informiert und grundsätzliches Erwerbsinteresse ermittelt werden. Bei ausreichendem Interesse soll in einem zweiten Schritt ein strukturierter Transaktionsprozess durchgeführt werden. Insgesamt steht damit ein Umsatzanteil in Höhe von rund 179,6 Mio. € nach neun Monaten in 2023 (9M 2022: 269,0 Mio. €) auf dem Prüfstand. Der CF-Umsatzanteil entsprach nach neun Monaten in 2023 21,9 % des Konzernumsatzes der SGL Carbon (9M 2022: 31,5 %). Das bereinigte EBITDA des Geschäftsbereichs ohne Ergebnis aus Joint Ventures betrug nach neun Monaten in 2023 minus 10,9 Mio. € (9M 2022: 27,9 Mio. €). Trotz des operativen Verlustes der CF nach neun Monaten in 2023 hält die SGL Carbon an ihrer Prognose für das Geschäftsjahr 2023 fest. Dies zeigt die positive Entwicklung der drei anderen Geschäftsbereiche und die Widerstandsfähigkeit des SGL Carbon-Geschäftsmodells.

Carbon Fibers produziert an sieben Standorten in Europa und Nordamerika insbesondere Textile-, Acryl- und Carbonfasern bis hin zu Verbundwerkstoffen. Nach dem temporären Einbruch der Nachfrage nach Carbonfasern aus dem wichtigen Windindustriemarkt waren Umsatz und Ergebnis des Geschäftsbereichs im Laufe des Geschäftsjahres 2023 deutlich eingebrochen. Aufgrund der Bedeutung der Windindustrie für den europäischen Green Deal sind SGL Carbon sowie auch viele Experten davon ausgegangen, dass sich die Windindustrie schnell erholt. Dies ist derzeit leider nicht der Fall. Selbst bei einem Anziehen der Nachfrage geht die Gesellschaft davon aus, dass Carbon Fibers zusätzliche Ressourcen benötigt, um im internationalen Marktumfeld wettbewerbsfähig zu bleiben und Marktchancen bestmöglich zu heben. Vor diesem Hintergrund prüft die SGL Carbon alle Möglichkeiten, um eine positive Weiterentwicklung des Bereichs Carbon Fibers zu unterstützen.

Hermann Finckh erhielt den  JEC Composites Innovation Award in der Kategorie Equipment Machinery & Heavy Industries für die Innovation MAXIMALE MASSENREDUZIERUNG VON ZERSPANUNGSWERKZEUGEN. Das Forschungsteam der Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) entwickelte einen modular aufgebauten Hobelkopf aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK) für Holzbearbeitungsmaschinen, der vom Industriepartner Leitz GmbH & Co. KG hergestellt und erfolgreich getestet wurde.

Der Planumfangsfräser in Extrem-Leichtbauweise wurde nach einem modularen Gestaltungsprinzip anstelle von Aluminium aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK) konstruiert. Dadurch wiegt er 50 Prozent weniger als herkömmliche Werkzeuge. Mit ihm sind deutlich höhere Drehzahlen möglich, wodurch eine eineinhalbfache Produktionssteigerung erreicht wird. Die Entwicklung des „Extreme-Lightweight“ Lösungsprinzips erfolgte mit Hilfe von numerischer Simulation. Jeder Entwicklungsschritt wurde virtuell auf seine Eignung und Grenzen überprüft. Das Prinzip wurde zum Patent angemeldet.

Carbonfaserverstärkte Kunststofflamellen stellen eine innovative Methode zur Verstärkung von Bauwerken dar. Bei ihrer Wiederverwertung gibt es aber noch viele offene Fragen. Ein Forschungsprojekt der Empa-Abteilung «Mechanical Systems Engineering» soll nun Antworten liefern. Dank Unterstützung einer Stiftung konnte das Projekt nun starten.

Der Baubereich ist für rund 60 Prozent des jährlichen Abfallaufkommens in der Schweiz verantwortlich. Die Bemühungen der Bauindustrie, die Abbruchmaterialien im Kreislauf zu führen, nehmen zwar stetig zu. Dennoch gibt es nach wie vor ausgedientes Material, das nicht weiterverwendet werden kann, da ein Recycling zu aufwändig und teuer wäre. Eines davon: carbonfaserverstärkte Kunststofflamellen, sogenannte CFK-Lamellen.

Damit Gebäude länger leben
Die vom ehemaligen Dübendorfer Empa-Direktor Urs Meier entwickelte Methode wird bereits seit 30 Jahren im Infrastrukturbau eingesetzt. Die CFK-Lamellen werden mittels Epoxy-Klebstoff an Brücken, Parkgaragen, Gebäudewänden und Decken aus Beton oder Mauerwerk angebracht. Dadurch können die Bauten 20 bis 30 Jahre länger genutzt werden. Die Methode wird weltweit immer häufiger eingesetzt, vor allem auch, weil damit die Erdbebensicherheit von Mauerwerksbauten massiv erhöht werden kann.

«Indem sie die Lebensdauer von Gebäuden und Infrastrukturbauten erheblich verlängern, leisten CFK-Lamellen einen wichtigen Beitrag zur Erhöhung der Nachhaltigkeit im Bausektor. Es gilt nun allerdings auch, einen Weg zu finden, wie wir die CFK-Lamellen über die Lebensdauer dieser Bauten hinaus weiterverwenden können», erklärt Giovanni Terrasi, Leiter der Forschungsabteilung «Mechanical Systems Engineering» an der Empa. Aus diesem Grund möchte er eine Methode zur Wiederverwertung der CFK-Lamellen entwickeln. Eine Stiftung fand dieses Vorhaben überzeugend und hat deshalb einen grosszügigen Betrag für das Projekt gesprochen, das damit im Oktober starten konnte.

Sanfte Trennung
Der erste Schritt wird sein, ein mechanisches Verfahren zu entwickeln, mit dem die aufgeklebten CFK-Bänder vom Beton gelöst werden können – und zwar so, dass sie nicht beschädigt werden. Erste Versuche an der Empa stimmen zuversichtlich: Nach der Trennung der Lamellen vom Beton hatten diese immer noch eine Festigkeit von 95 Prozent – selbst wenn diese bereits an die 30 Jahre im Einsatz waren.

Danach soll aus dem Abbruch-CFK eine Armierung für vorgefertigte Bauteile hergestellt werden. Giovanni Terrasis Ziel: Tausende von Tonnen CFK, die in den nächsten zehn Jahren nach dem Abbruch alter Betonstrukturen auf dem Sondermüll landen würden, in CO₂-armen Betonelementen wiederverwenden. Als erstes Demonstrationsobjekt wollen die Forscher um Giovanni Terrasi – Zafeirios Triantafyllidis, Valentin Ott, Mateusz Wyrzykowski und Daniel Völki – am Ende des Projekts Bahnschwellen aus Recyclingbeton herstellen und mit Abbruch-CFK armieren und vorspannen; so würde das vermeintlichen Abfallmaterial eine neue Rolle in der Schweizer Infrastruktur spielen können

Im Rahmen der Aachen-Dresden-Denkendorf International Textile Conference in Dresden hat der Vorsitzende der Walter Reiners-Stiftung des VDMA, Peter D. Dornier, vier erfolgreiche Jungingenieurinnen und -ingenieure ausgezeichnet. Vergeben wurden zwei Förderpreise sowie zwei Nachhaltigkeitspreise jeweils in den Kategorien Bachelor und Diplom/Master. Für die Nachhaltigkeitspreise kommen akademische Arbeiten in Betracht, in denen Lösungen für ressourcenschonende Produkte und Technologien entwickelt werden.

Ein mit 3.000 Euro dotierter Nachhaltigkeitspreis in der Kategorie Bachelor wurde Franziska Jauch verliehen, Hochschule Niederrhein, für ihre Bachelorarbeit über Pigment-Digitaldruck in der Denimproduktion.

Der Förderpreis in der Kategorie Bachelor, ebenfalls mit 3.000 Euro dotiert ging an Annika Datko, RWTH Aachen, für ihre Arbeit zur Bestimmung des Polyesteranteils in Alttextilien.

Mit einem Nachhaltigkeitspreis in der Kategorie Diplom/Master, dotiert mit 3.500 Euro wurde Dave Kersevan, TU Dresden, ausgezeichnet. Thema seiner Diplomarbeit war die Entwicklung einer Laboranlage zur automatischen Herstellung von vernadelten Carbon-Preformen.

Der diesjährige Förderpreis in der Kategorie Diplom/Master, ausgestattet mit einem Preisgeld von 3.500 Euro ging an Flávio Diniz von der RWTH Aachen. Inhalt seiner Masterarbeit war die Machbarkeit der Herstellung ultradünner Carbonfasern.

Die Preise der Walter Reiners-Stiftung für 2024 sind bereist ausgelobt. Die Preisverleihung findet im April am VDMA-Gruppenstand auf der Messe Techtextil in Frankfurt statt.

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 Gewinner des renommierten Innovationspreises für Faserverbundkunststoffe der AVK– Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe wurden in diesem Jahr in Salzburg präsentiert. Der Preis geht an Unternehmen, Institute und deren Partner jeweils in den drei Kategorien „Produkte und Anwendungen“, „Prozesse und Verfahren“ sowie „Forschung und Wissenschaft“ für herausragende Composites-Innovationen. Eine Fachjury aus Ingenieuren, Wissenschaftlern und Fachjournalisten bewertet die Einreichungen in den drei Kategorien anhand von Kriterien wie Innovationshöhe, Realisierungsgrad und Nachhaltigkeit.

Kategorie „Innovative Produkte und Anwendungen“
1. Platz: „Isolierende Kupplungswelle für Schienenfahrzeuge“ – Leichtbauzentrum Sachsen GmbH, Partner: KWD Kupplungswerk Dresden GmbH

2. Platz: „Elektroauto-Batteriegehäuse-Komponenten auf Basis von innovativen endlosfaserverstärkten Phenolharz-Verbundwerkstoffen“ – SGL Carbon

3. Platz: „HiPeR High Performance Recycled Carbon Fiber Materials” – Composites Technology Center GmbH (CTC GmbH), Partner: Faserinstitut Bremen e. V, Sächsisches Textilforschungsinstitut e.V., C.A.R. FiberTec GmbH; Partner Japan: CFRI Carbon Fiber Recycle Industry Co., Ltd., IHI Logistics and Machinery Corporation, ICC Kanazawa Institute of Technology

Kategorie „Innovative Prozesse und Verfahren“
1. Platz: „Chopped Fiber Direct Processing (CFP)“ – KraussMaffei Technologies GmbH, Partner: Wirthwein SE

2. Platz: „CIRC – Complete Inhouse Recycling of Thermoplastic Compounds“ – Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA), Partner: Schindler Handhabetechnik GmbH, Vision & Control GmbH

3. Platz: „CarboScreen – Sensorgestützte Überwachung der Carbonfaserproduktion“ – CarboScreen GmbH, Partner: Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen

Kategorie „Forschung und Wissenschaft“
1. Platz: „Entwicklung eines Stereokomplex-PLA-Blends im Technikumsmaßstab“ – Faserinstitut Bremen e. V.

2. Platz: „Faserverstärktes Salz als robustes, verlorenes Kernmaterial“ – Technische Universität München, Lehrstuhl für Carbon Composites, Partner: Appex GmbH, Haas Metallguss GmbH

3. Platz: „VliesSMC – rezyklierte Carbonfasern mit zweitem Leben im SMC-Prozess‘“ – Sächsisches Textilforschungsinstitut e.V. (STFI), Partner: Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT)

Die Ausschreibung für den Innovationspreis 2024 startet im Januar 2024

• ITA-Masterabsolvent gewinnt Hanns-Voith-Stiftungspreis 2023

Der Masterabsolvent Flávio André Marter Diniz des Instituts für Textiltechnik der RWTH Aachen (ITA) entwickelte in seiner Masterarbeit ultradünne Poly-Ethylen (PE)-Carbonfasern mit einem 2-3mal kleineren Filament-Durchmesser als üblich. Dazu kann mit dem Einsatz von PE-basierten Precursoren der Carbonfaser-Preis zukünftig um 50 Prozent gesenkt werden und eröffnet damit vielfältige weitere Anwendungsmöglichkeiten in Schlüsselbranchen wie Windkraft, Luft- und Raumfahrt und Automotive. Für diese bahnbrechende Entwicklung wurde Marter Diniz mit dem Hanns-Voith-Stiftungspreis in der Kategorie „Neue Werkstoffe“ ausgezeichnet. Der Preis ist mit 5.000 € Preisgeld dotiert.

Flávio André Marter Diniz gewann den Preis in der Kategorie „Neue Werkstoffe“ für seine Masterarbeit mit dem Titel „Untersuchung des Stabilisierungs- und Carbonisierungsprozesses für die Herstellung von ultra-dünnen polyethylenbasierten Carbonfasern“.

Der Einsatz von Carbonfasern in hochbeanspruchten Leichtbaulösungen wie z.B. den aktuellen Wachstumsanwendungen von Windkraftanlagen oder Drucktanks ist wegen hervorragender mechanischer Eigenschaften bei gleichzeitig geringer Dichte heute nicht mehr wegzudenken. Hohe Herstellkosten konventioneller PAN-Präkursor-basierter Carbonfasern machen den Werkstoff sehr kostenintensiv. Dazu ist er nicht ausreichend verfügbar. Neue Fertigungsansätze, die alternative Rohmaterialien und Herstellprozesse erarbeiten, können ein Schlüssel und Wachstumsmotor für weitere industrielle Composites Anwendungen sein.

Ziel der Arbeit war die Entwicklung eines neuen und kostengünstigen Herstellprozesses für qualitativ hochwertige ultra-dünne Carbonfasern durch einen Polyethylen-Präkursor. Dazu sollte der heute zeitlich aufwändige Sulfonisierungsprozess deutlich verkürzt werden. Als Ergebnis stellte Marter Diniz neuartige ultra-dünne polyethylenbasierte Carbonfasern mit einem Filament-Durchmesser < 3 μm mit einer hervorragenden Oberflächenqualität der Fasern ohne erkennbare strukturelle Defekte her. Der Faserdurchmesser ist 2-3-mal kleiner als bei herkömmlichen PAN-basierten CF. Damit ist die Grundlage für mechanisch hochwertige Materialeigenschaften gegeben. Parallel konnte die Sulfonisierungsdauer um 25 Prozent gesenkt werden. Das entwickelte Material und die Technologie setzten wichtige Meilensteine auf dem Weg zu günstigeren Carbonfasern. Mit PE-basierten Precursoren kann der Preis von CF um 50 Prozent gesenkt werden, im Vergleich zu herkömmlichen PAN-basierten CF.

Insgesamt wurden fünf weitere Nachwuchswissenschaftler in sechs Kategorien (Antriebstechnik, Innovation & Technology/Künstliche Intelligenz, Neue Werkstoffe, Papier, Wasserkraft und Wirtschaftswissenschaften vergeben. Die Hanns-Voith-Stiftung hat in diesem Jahr zum 10. Mal herausragende Nachwuchswissenschaftler mit dem Hanns-Voith-Preis ausgezeichnet.