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

Hängende Hochbeete, Organisationshelfer für zu Hause, die Werkstatt oder unterwegs und Bausätze für modische Taschen: Studierende aus dem sechsten und siebten Semester Textil- und Bekleidungstechnologie an der Hochschule Albstadt-Sigmaringen haben aus Gurt- und Sicherheitsbändern der Firma Carl Stahl aus Herbrechtingen innovative Produkte entwickelt. Bei der öffentlichen Abschlusspräsentation des Industrieprojekts beeindruckten sie die anwesenden Unternehmensvertreter ebenso wie das interessierte Publikum.

Die Studentin Sarah Sturm erklärte die Aufgabenstellung des von Prof. Manuela Bräuning betreuten Projekts: „Wir sollten neue Anwendungen für Gurtbänder finden.“ Diese fallen normalerweise nicht gerade durch kreative Nutzung auf, doch das Unternehmen möchte sich neue Absatzmärkte für seine Produkte erschließen – so kam die Zusammenarbeit mit der Hochschule zustande. Die Studierenden führten zu Beginn des Semesters zunächst eine Marktrecherche durch und sammelten erste Ideen. Anschließend verfolgten drei Gruppen ihre Ansätze.

Das „Team Grün“ beschäftigte sich mit dem Trendthema Urban Gardening. Für Menschen mit wenig Platz und ohne Garten entwickelten sie ein mehrstöckiges hängendes Hochbeet, das in der Wohnung ebenso genutzt und angebracht werden kann wie beispielsweise auf dem Balkon. Rankhilfen sind flexibel einbaubar, und auch an eine künstliche Beleuchtung zur Wachstumsförderung haben die Studierenden gedacht. Die Größe ist veränderbar, und dank der robusten Materialien der Firma Stahl ist das Hochbeet stabil, wetterbeständig und leicht.
 
Das „Team Tasche“ entwarf verschiedene Bausätze samt Anleitungen für Taschen, die zu Hause selber zusammengesetzt werden. „Uns war die Nachhaltigkeit unserer Produkte sehr wichtig“, erklärte die Studentin Klara Rauscher. „Deshalb werden für die Taschen nur Restposten der Firma Stahl benutzt.“ Die Taschen sind langlebig und sehr robust und können ohne Nähmaschine und Vorkenntnisse in rund einer Stunde gefertigt werden.

Das „Team Orga“ entwickelte schließlich eine Organisationswand, die aus Gurt- und Gummibändern von Hand gewebt wurde. Sie kann zu Hause ebenso aufgehängt werden wie in der Werkstatt oder auch im Transporter und bietet jede Menge Stauraum für Werkzeug, Schreibsachen, Fotos und etliches mehr. „Alle Gurtbänder kommen von Carl Stahl, und unser Produkt kann an Wänden und fast allen anderen Oberflächen angebracht werden“, erklärte die Studentin Tugce Sarikaya.

Frank Bez, Leiter der Entwicklungsabteilung bei Carl Stahl, zeigte sich nach der Abschlusspräsentation der Studierenden komplett begeistert: „Sie hatten wirklich sensationelle Ideen. Ich bin überrascht, was man aus unseren Produkten alles machen kann“, sagte er. „Es ist immer etwas Besonderes aus etwas Kleinem etwas Großes zu machen und einem Gurtband so viel Leben einzuhauchen.“ Er hofft nun, dass der ein oder andere seine Ideen noch weiter vorantreiben möchte, „vielleicht in Form einer Bachelorarbeit“, und bedankte sich im Namen des Unternehmens für das gelungene Projekt.

• Röfix nutzt Produktinnovation für Brückensanierung im Bregenzerwald

In einem Pilotprojekt zur Verstärkung der Betonkonstruktion einer Brücke im Bregenzerwald wird erstmals in Österreich Textilbeton eingesetzt. Durch die Forschungs-und Entwicklungsarbeit der Universität Innsbruck mit dem Vorarlberger Baustoffhersteller Röfix und der Firma Texible aus Dornbirn wurde das Produkt „Textilbeton“ zur Marktreife gebracht. Textilbeton trägt wesentlich zur Materialreduktion bei und ist dadurch nachhaltiger als herkömmliche Lösungen.

Im Mai 2022 startete die umfangreiche Instandsetzung der Krumbachbrücke im Bregenzerwald. Röfix liefert für das Sanierungsprojekt rund 100 Tonnen Nassspritzreparaturmörtel und die Firma Texible ca. 6.600 m² gesticktes Textilgewebe. Erstmals in Österreich kommt dabei Textilbeton als Betoninstandsetzung zum Einsatz. Mitte Mai wurden auf der Baustelle zwei Versuchsfelder mit dem neuen Verfahren durchgeführt, die nach ca. 28 Tagen von der Universität Innsbruck umfangreich geprüft wurden.

Textilbeton ist ein künstlicher Verbundwerkstoff, der aus zwei Komponenten, Beton bzw. Mörtel und einer textilen Bewehrung, besteht. Das Textilgewebe aus Kohlestofffasern (Carbon) wird anschließend zu gitterartigen Matten verarbeitet. Bei der Anwendung wird zunächst der schadhafte Beton mittels Hochdruckwasserstrahlen von den zu sanierenden Betonflächen entfernt. Danach wird die Textilbewehrung mit einem Nassspritzmörtel maschinell eingespritzt und die Betonoberfläche glatt abgezogen. Ein Vorteil beim Einsatz von Textilbeton ist, dass nur eine relativ dünne Betonschicht notwendig ist und die Brücke weniger zusätzliches Gewicht tragen muss als bei einer üblichen Ausführung. Mit nur etwa 3 cm Textilbeton können fast die gleichen Festigkeitswerte erreicht werden wie bei 10 bis 12 cm herkömmlich bewehrtem Beton. Da deutlich weniger Material erforderlich ist, lassen sich Transportkosten und CO₂-Emissionen vermeiden. Beim Einsatz von Textilgewebe findet zudem im Gegensatz zu Stahl keine Bewehrungskorrosion statt. Für die Instandsetzung der Brücke werden bis Ende 2023 ca. 100 Tonnen Mörtel und 6.600 m² Textilgewebe eingesetzt werden.

Über 200 Vertreter*innen aus der Faserverbundbranche, dem Bauwesen und der Wissenschaft nahmen im Januar 2022 am Abschlussforum des BMBF-Innovationsforums „FiberBuild – Faserverbundindustrie erschließt Bauwesen“ teil, um das Potenzial von faserverstärkten Werkstoffen für Bauanwendungen zu diskutieren, neue Geschäftsfelder zu analysieren und sich branchenübergreifend zu vernetzen. Zu dem zweitägigen Online-Event hatte der Projektinitiator, das Fachnetzwerk CU Bau des Composites United e V., eingeladen.
 
Über 200 Interessenten waren der Einladung gefolgt und erhielten Einblicke in die Welt der Faserverbundwerkstoffe. Neben einer Studie zum Marktpotenzial dieser Materialien im Bauwesen sowie dem Konzept einer Ideen-TransferPlattform stellten Referenten aus dem gesamten DACH-Raum ihre bisherigen Erfahrungen mit Produkten aus faserverstärkten Werkstoffen für bspw. Brückenbauten und -sanierungen, Türme und Masten, Leichtbaudächer oder -fassaden vor.

Diese Werkstoffe zeichnen sich insbesondere durch überzeugende strukturelle Eigenschaften bei vergleichsweise niedrigem Materialeinsatz aus und bieten somit ökologische Vorteile. Durch die höhere Lebensdauer, reduzierte Wartungsaufwände, einfache Handhabung und geringere Transportlasten bieten sie gleichzeitig auch ökonomische Vorzüge. Sie erlauben ebenfalls eine besondere Designfreiheit und die Integration von erweiterten Funktionalitäten, wie etwa die Schadensüberwachung durch integrierte Sensoren.

Am zweiten Veranstaltungstag lag der Fokus auf der Bauindustrie, die sich aktuell mit der Forderung nach klimaschonenden und nachhaltigen Werkstoffen und Technologien konfrontiert sieht. Benötigt werden material- und energieeffiziente Lösungen zur Reduktion von CO2-Emissionen. Faserverbundverstärkte Baustoffe können hier Lösungen aufzeigen.

Außerdem setzen die stagnierende Produktivität sowie der andauernde Fachkräftemangel bei steigenden Personalkosten die Baubranche zusätzlich unter Druck. Hier bieten sich Ansatzpunkte über digitales, vollautomatisiertes Bauen sowie Produktionssysteme mit mehr Standardisierung bzw. einer Vorfertigung in der Fabrik. Leichtbauweisen mit Faserverbunden verfügen über einen hohen Vorfertigungsgrad, durch additive Fertigungsverfahren (z. B. 3D-Druck) können Planungsdaten zeit- und kosteneffizient direkt vor Ort in die Ausführung übertragen werden.

Die größte Hürde für den flächendeckenden Einsatz von faserverstärkten Bauprodukten ist aber das Baurecht. Im Gegensatz zu bekannten, herkömmlichen Baumaterialien fehlen für faserverstärkte Werkstoffe grundlegende Normenwerke und bauaufsichtliche Regelungen. Daraus entsteht für jedes Projekt die Notwendigkeit einer Zustimmung im Einzelfall, einer gutachterlichen Stellungnahme sowie von experimentellen Untersuchungen. Dies ist mit zusätzlichen Kosten und Zeitaufwand verbunden, was einen Einsatz von neuen Werkstoffen natürlich erschwert. Die Schwierigkeiten bei der Zusammenfassung in einer Norm entstehen auch durch die Werkstoffvielfalt und die unterschiedlichen Herstellungsprozesse. So sind verschiedene, kombinierbare Harz- und Fasersysteme am Markt, unterschiedliche Fertigungstechnologien sind ausschlaggebend für Toleranzen im Material. Die ersten normativen Grundlagen entstehen aktuell auf Bemühungen des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DAfStb).  

„Wir haben an beiden Eventtagen gesehen, wie die Zukunft der Baubranche aussehen kann“, resümierte Roy Thyroff, Geschäftsführer des CU Bau. „Für den Einsatz von nichtmetallischen Bewehrungen sind umfassende Kenntnisse zu Material- und Tragverhalten notwendige Voraussetzung. In anderen Industrien, wie der Luftfahrt oder dem Automobilbau, werden Faserverbund-Bauteile schon in Serie gefertigt, da Forschung und Testing dort schon viel weiter vorangeschritten sind. Das Fachnetzwerk CU Bau ist die richtige Plattform um diese Lücke auch für den Bausektor zu schließen. Wir werden branchenübergreifend und werkstoffneutral Wissenschaft und Praxis miteinander verbinden.“  
 
Weitere Informationen zum Projekt online: https://composites-united.com/projects/fiberbuild/

Gute Stimmung, hohe Besucherfrequenz und spürbares Investitionsinteresse kennzeichneten nach 18-monatiger Pause die INDEX in Genf. Über 500 Aussteller aus 44 Ländern zog die größte globale Vliesstoffmesse in ihren Bann. An allen vier Messetagen war auch der Stand der GKD Gruppe (GKD) gut besucht. Dabei galt das Interesse der Fachbesucher vor allem den neuen Prozessbandgeweben und weiterentwickelten Produkten für Vliesformierung und Thermobonding.

Besondere Topografie und kurze Lieferzeiten
Überaus positiv war die Resonanz auf das neue GKD-Prozessbandgewebe CONDUCTIVE 2215 – eine Kreuzköperbindung aus speziellen Polyester-Filamenten für die Airlay- und Meltblown Vliesformierung. Für die sichere Ableitung der in Formierprozessen unvermeidlichen elektrostatischen Aufladung sorgen karbonbeschichtete Filamente. Das innovative Zusammenspiel von Materialwahl, Filamentdurchmesser, Bindungstechnologie und Luftdurchlässigkeit verleiht dem neuen Formiergewebe von GKD eine besondere Topografie. Sie gewährleistet eine präzise, homogene Vliesablage bei zugleich guter Absaugung und minimiertem Risiko von Faserverhakungen oder -verlust. Das qualifiziert diesen neuen Gewebetyp insbesondere für die Verarbeitung kurzfaseriger, gebleichter Baumwolle in der Airlay-Formierung. Aus Anwendersicht sprechen für dieses Produkt überdies die guten Lieferzeiten dank durchgängiger Produktion bei GKD in Deutschland. Dadurch entfallen die sonst üblichen Unwägbarkeiten und langen Lieferzeiten anderer Anbieter mit Lieferketten in Fernost oder Übersee und anschließender Konfektionierung in Europa.

Antihaftbeschichtete Glashybrid-Leichtgewichte
Ein zweiter Magnet am GKD-Messestand waren die antihaftbeschichteten Glashybrid-Gewebebänder für Thermobonding-Prozesse. Die Glashybrid-Gewebebänder von GKD sind bereits seit Jahren zur thermischen Verfestigung von hoch voluminösen oder stark verdichteten Produkten in Doppelbandöfen erfolgreich etabliert. Durch ihre einlagige Gewebekonstruktion aus Edelstahldrähten in Schussrichtung und Kettseilen aus Glasfaserlitzen sind sie energieeffiziente Leichtgewichte und damit besonders wirtschaftlich in der Anwendung. Unterstrichen wird diese Wirtschaftlichkeit durch eine deutlich höhere Fertigungsgeschwindigkeit, mehrjährige Laufzeiten sowie minimierte Reinigungsintervalle. Die vollständige PFA-Beschichtung von Drähten, Litzen und Kreuzungspunkten qualifiziert den Bandtyp insbesondere für stark klebende Produkte oder solche mit großen Schrumpfkräften. Mit der nochmals verstärkten Gewebeauslegung – wahlweise magnetisch oder nichtmagnetisch – wurden die ohnehin schon guten Eigenschaften wie Querstabilität, Spurtreue und Standzeit noch weiter verbessert.

Produkte für Trocknung und Filtration
Im Rahmen der INDEX gefragte Problemlöser waren auch die nahtlosen Spiralbänder aus GKD-Fertigung. In der Vliesproduktion gewährleisten die in Luftdurchlässigkeit, Spurtreue und Formstabilität kunden- und anwendungsspezifisch ausgelegten Bänder in PPS-Ausführung produktschonende Trocknungsprozesse bei bis zu 180 Grad Celsius. Abgerundet wurde das Ausstellungsprogramm von GKD in Genf durch Filtermedien für Zentralfilter, Spinnbalken und Anblassiebe aus Metallgewebe für die Polymerfiltration.

• Composites in der Bau-Industrie - Der Leichtbaustoff für die Zukunft

Der Bau mit faserverstärkten Materialen bietet öffnet der Bauindustrie völlig neue Möglichkeiten. Technisch, gestalterisch, organisatorisch. Das liegt zum einen an den hervorragenden Eigenschaften von Faserverbundwerkstoffen (FVW) und zum anderen daran, dass das Material – anders als etwa Holz oder Stein – für seinen Einsatz nicht be- und verarbeitet, sondern eigens hergestellt wird.

Herausragende Eigenschaften – technisch, gestalterisch, organisatorisch
Faserverbundwerkstoffe bringen eine ganze Reihe von technischen Eigenschaften für innovatives und nachhaltiges Bauen mit:
•    hohe mechanische Festigkeit
•    niedriges Gewicht
•    hohe Korrosionsbeständigkeit
•    geringe Materialermüdung
•    niedrige Wärmeleitfähigkeit der Kunststoffmatrix
•    Frost- und Tausalzbeständigkeit
•    gute Drapierfähigkeit

Außerdem bieten Faserverbundwerkstoffe zahlreiche Gestaltungsmöglichkeiten für neuartige und außergewöhnliche Neubau- und Instandhaltungsprojekte:
•    einzigartige Vielfalt an Formen
•    unterschiedliche Strukturen der Textilien
•    großes Spektrum an Farben und Farbkombinationen
•    Lichtdurchlässigkeit der Kunststoffmatrix
Dank dieser Eigenschaften lassen sich mit Composites farbige, phosphoreszierende, thermochrome oder – durch dauerhaft in die Matrix integrierte LEDs oder lichtleitende Fasern – leuchtende Bauteile herstellen.

Hinzu kommen organisatorische Vorteile für Planungs-, Bau- und Instandhaltungsarbeiten mit faserverstärkten Werkstoffen:
•    einfachere Handhabung und Montage der – verglichen mit Stahl, Beton oder Holz – sehr viel leichteren und flexibleren Bauteile
•    geringere Montagezeiten
•    reduzierte Baustellenzeiten bei der Instandhaltung von Straßen und Brücken
•    kürzere Lieferzeiten
•    Möglichkeit zur Integration von elektronischen Überwachungssystemen

Individuelle Composite Textiles – für jedes Leichtbau-Projekt
Die Composites-Expertinnen und -Experten von vombaur entwickeln und fertigen Webbänder und nahtlos rund- oder in Form gewebte Textilien aus Carbon, Glas, Flachs oder anderen Hochleistungsfasern an speziellen Webanlagen für individuell spezifizierte Rund- und Formgewebe – und bieten deshalb für jedes Leichtbau-Projekt die optimale Faser-Grundlage.   

„Ganz gleich, ob es ein Neubau- oder ein Sanierungsprojekt ist, ob es um eine Fassadengestaltung, eine Brücke oder eine Treppe geht – als Entwicklungspartner für Composite Textiles besitzen wir jede Menge Erfahrung mit Composites für anspruchsvolle Aufgaben“, betont Dr.-Ing. Sven Schöfer, Head of Development and Innovation von vombaur. „Wir entwickeln, bemustern und fertigen Webbänder und nahtlos rund- oder in Form gewebte Textilien – gemeinsam mit den Entwicklungsteams der Kundenunternehmen und individuell für die jeweiligen Projekte.“ So entstehen neuartige und einzigartige Leichtbauteile aus Hochleistungstextilien für visionäre Projekte.

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

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

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

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

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

1.    Mechanische Eigenschaften

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

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

2.    Flammwidrigkeit und Temperaturbeständigkeit

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

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

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

3.     Teilegeometrie und Werkzeugkosten

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

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

4.     EMV Abschirmung

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

5.      Emission

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

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

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

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

Die AVK - Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e.V. hat wieder die renommierten Innovationspreise vergeben. Innovative und vor allem auch nachhaltige Innovationen aus den drei Kategorien „Produkte und Anwendungen“, „Prozesse und Verfahren“ sowie „Forschung und Wissenschaft“ wurden dabei von der Experten-Jury ausgezeichnet.

Übersicht aller Preisträger in den drei Kategorien:

Kategorie „Innovative Produkte und Anwendungen“
1. Platz: „Direktgekühlter Elektromotor mit integralem Leichtbaugehäuse aus faserverstärktem Kunststoff - DEmiL“ – Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT, Pfinztal mit Karlsruher Institut für Technologie, Sumitomo Bakelite Co., Ltd.*

2. Platz: „Wiederaufbereitbare, reparierbare und recyclingfähige (3R) duroplastische Verbundwerkstoffe für wettbewerbsfähigere und nachhaltigere Industrien“ – cidetec, Donostia-San Sebastian, Spanien*

3. Platz: „Brandsichere Composite Metall Hybridstruktur LEO® Brandschutzsandwich mit integriertem Hyconnect Stahl-Glasshybridverbinder“ – SAERTEX GmbH & Co. KG mit Hyconnect GmbH*

Kategorie „Innovative Prozesse und Verfahren“
1. Platz: “ Robotised Injection Moulding (ROBIN)” – Robin, Dresden mit Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik der TU Dresden*

2. Platz: „Omega Stringer völlig von der Rolle“ – Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Braunschweig*

3. Platz: „Hybridguss – Herstellung intrinsischer CFK-Aluminium Verbundstrukturen im Aluminiumdruckgießverfahren“ – Faserinstitut Bremen e. V. mit Fraunhofer IFAM, Bremen*

Kategorie „Forschung und Wissenschaft“
1. Platz: „Untersuchung und Zähmodifizierung neuer hochtemperaturbeständiger ungesättigter Polyesterharze und ihrer Duromere“ – FH Münster, Labor für Kunststofftechnologie und Makromolekulare Chemie, mit BASF SE Global New Business Development, Leibniz-Institut für Polymerforschung e. V., Saertex multicom GmbH*

2. Platz: „Wissenschaftliche Grundlagen zur industriellen Anwendung des thermoplastischen Resin Transfer Molding-Verfahrens (T-RTM)“ – Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT, Pfinztal*

3. Platz: „Die material- und energieeffiziente Herstellung von Turbinen Struts durch die integrative Kombination duroplastischer faserverstärkter Werkstoffe“ – Lehrstuhl für Kunststofftechnik, Uni Erlangen-Nürnberg mit Deutschem Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Gubesch Group, Schmidt WFT, Siebenwurst, Raschig.*

Preisverleihung erstmals im Internet
Die Preisverleihung erfolgte wegen der Covid-19-Pandemie erstmals als Online-Event am 12. November 2020. Viele Innovationen der Preisträger werden dieses Jahr erneut in der AVK-Innovationspreisbroschüre präsentiert.
Diese wird online zur Verfügung gestellt: https://www.avk-tv.de/innovationaward.php

*Weitere Informationen finden Sie im Anhang.

In dem vom Bundeswirtschaftsministerium (BMWi) geförderten Verbundprojekt „AeroFurnace“ ist es dem Konsortium, bestehend aus dem Bayerischen Zentrum für Angewandte Energieforschung e.V. (ZAE Bayern) als Verbundkoordinator, dem Ofenbauer FCT Systeme und der SGL Carbon, gelungen, die Wärmedämmeigenschaften eines neuen Verbundwerkstoffs gegenüber kommerziell verfügbaren filzbasierten Kohlenstoff-Werkstoffen um bis zu 120 Prozent zu verbessern. Damit konnten die Projektpartner in eine neue Qualitätsstufe der Wärmedämmung bei industriellen Hochtemperaturanwendungen vorstoßen und den Weg für energieeffizientere Wärmedämmung ebnen.

Dr. Gudrun Reichenauer, Koordinatorin des Verbundprojekts und Leiterin der Arbeitsgruppe Nanomaterialien am ZAE Bayern: „In diesem Projekt ist es uns durch intensive Zusammenarbeit gelungen, neueste Erkenntnisse aus der Welt der Nanomaterialien für den Markt zugänglich zu machen und damit neue Maßstäbe im Bereich der Wärmedämmmaterialien zu setzen.“

Dr. Thomas Kirschbaum, Leiter des Projekts bei der SGL Carbon: „In Ofensimulationen beim Partner FCT konnten wir bereits nachweisen, was das neue Material kann: Je nach Temperaturprogramm können mit dem neuen Wärmedämmwerkstoff bis zu 40 Prozent der benötigten Prozessenergie eingespart werden. Das Potential des neuen Werkstoffs ist groß.“ Diese Vorhersage wird im Rahmen des noch laufenden BMWi-Projekts im zweiten Halbjahr 2020 in einem Demonstratorbauteil unter realen Bedingungen überprüft werden.

Dr. Jürgen Hennicke, Leiter des Projekts und der F&E-Abteilung bei FCT Systeme: „Als führender Hersteller von industriellen Vakuum- oder Schutzgas-Hochtemperaturöfen können wir mit der neuen Generation von Isoliermaterialien Öfen realisieren, die ein günstigeres Verhältnis von Nutzraum zu den Außenmaßen haben, und damit dem Kunden eine bessere Kosteneffizienz und Produktivität bieten.“

Aktuell konnte anhand von Labormustern in Form von Platten bereits gezeigt werden, dass sich die Herstellung des neuen Werkstoffs über technisch einfache Prozesse abbilden lässt und prinzipiell gut skalierbar ist. Bis zum serienreifen Produkt ist allerdings noch ein Stück Weg zu gehen.

Der drittgrößte Anteil der Endenergie in Deutschland wird für die Erzeugung von Wärme in industriellen Prozessen verbraucht (22,6 Prozent). In vielen Branchen, z. B. in der Stahl- und Keramikindustrie, laufen energieintensive Hochtemperaturprozesse oberhalb von 1000°C ab – diese allein benötigen knapp 50 Prozent der industriellen Prozesswärme. Geeignete Wärmedämmmaterialien können den Energiebedarf bei gleichbleibendem Nutzvolumen deutlich senken.

• Gemeinschaftlicher Antrag von TUD und RWTH Aachen

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat am 29. Mai entschieden, den Sonderforschungsbereich (SFB)/Transregio 280 „Carbonbeton“ an der Technischen Universität Dresden, kurz TUD, und RWTH Aachen mit Beteiligung des Instituts für Textiltechnik, kurz ITA, durch 12 Millionen Euro in den kommenden vier Jahren zu fördern.

Der SFB/Transregio 280 „Konstruktionsstrategien für materialminimierte Carbonbetonstrukturen - Grundlagen für eine neue Art zu bauen“ bricht damit, wie bisher traditionell Stahlbetonwerke entworfen wurden. Die wechselseitige Abhängigkeit von Bewehrung und Matrix wird tiefgehend untersucht und eine komplett neue Entwurfs- und Konstruktionsstrategie für das Bauen mit Carbonbeton entwickelt.

Carbonbeton ermöglicht vollkommen neue Design- und Konstruktionsmöglichkeiten im Bauwesen. Grund dafür sind seine sehr hohe Festigkeit sowie die Möglichkeit einer sehr geringen Betonüberdeckung von nur wenigen Millimetern, da Carbon im Gegensatz zu Baustahl nicht rostet. Der erfolgreiche Einsatz des neuen Materials, das 2016 mit dem deutschen Zukunftspreis ausgezeichnet wurde, erfordert aber vollkommen neue Konstruktions- und Fertigungsstrategien, die im SFB/Transregio 280 untersucht werden.

Bislang werden Textilbewehrungen vor der Bauteilherstellung beschichtet und ausgehärtet. Dieses Verfahren wird als Offline-Konsolidierung bezeichnet. Diese steifen Halbzeuge eignen sich nicht zur Herstellung komplexer Bauteile auf Basis neuer, digitaler und kontinuierlicher Fertigungsprozesse (unter anderem 3D-Betondruck und Betonextrusion). Das ITA untersucht daher im Teilprojekt B02 des SFB/Transregio, wie Umform- und Konsolidierungsschritte durch Prepregsysteme in den Betonageprozess gezielt zeitlich verschoben werden und innerhalb der neuen digitalen kontinuierlichen Fertigungsprozesse angewendet werden können. Neben etablierten Aushärtemechanismen wie zum Beispiel durch Wärme oder UV-Strahlung werden auch neue Ansätze erforscht. Zu diesen neuen Ansätzen gehören beispielsweise die Aktivierung über die Alkalität des Betons, Mikrowellen und Induktion.

Die TUD und RWTH Aachen erhielten den Förderzuschlag aufgrund langjähriger Erfahrung in dem Forschungsgebiet Textilbeton. Der Werkstoff Textilbeton wurde in zwei Sonderforschungsbereichen an beiden Universitäten von 1999-2011 entwickelt und erstmals grundlegend erforscht.

In den SFB/Transregio 280 sind 19 einzelne Institute involviert. Sprecher der TUD ist Professor Dr. Manfred Curbach, Sprecher der RWTH ist Professor Dr. Josef Hegger.