Aus der Branche

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/

Das interdisziplinär aufgestellte Forscherteam von der TU Dresden, bestehend aus Dr.-Ing. Dilbar Aibibu und Dipl.-Ing. Lukas Benecke vom Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden sowie Prof. Dr. med. Marcus Neudert und Dr.-Ing. Zhaoyu Chen von der Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde (HNO) der Medizinischen Fakultät der TU Dresden, wurde für die Entwicklung eines biomimetischen Trommelfellimplantats, die maßgeblich in dem IGF-Forschungsvorhaben 20533 BR umgesetzt worden ist, für den diesjährigen Otto von Guericke-Preis der AiF nominiert.

Prof. Chokri Cherif, Institutsdirektor des ITM freut sich mit seinem Team sehr über die kontinuierlichen interdisziplinären Forschungserfolge auf dem stetig wachsenden Forschungsfeld der faserbasierten Biomedizintechnik, die am ITM in enger Kooperation mit Medizinern und Anwendern stetig erzielt werden. „Bereits im letzten Jahr wurden wir mit der Entwicklung neuartiger textiler Herzklappenprothesen als eines der drei Finalistenteams des Otto von Guericke-Preises 2020 geehrt. Die Nominierung für diesen hochkarätigen Preis ist eine erneute Bestätigung für den Bedarf an unserer praxisorientierten Forschung und eine besondere Würdigung, aber gleichzeitig auch weiterer Ansporn.

Über 30 Millionen Menschen leiden jährlich an den Folgen eines defekten Trommelfells. Ohne fachmedizinische Behandlung kann dies zu dauerhaften Schäden und schwerem Hörverlust führen. Zur Rekonstruktion des Trommelfells, der sogenannten Myringoplastik, werden heute körpereigene Knorpelhaut, Faszie oder synthetische Materialien eingesetzt. Da deren Materialeigenschaften nicht denen des natürlichen Trommelfells entsprechen, ist eine vollständige Rehabilitation des Gehörs damit nicht möglich.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom ITM und HNO-Klinik der TU Dresden entwickelten im Rahmen des IGF-Vorhabens „Simulationsgestützte Entwicklung einer flexiblen Technologie zur Umsetzung biomimetischer, langzeitresorbierbarer funktionaler und stabiler Trommelfellimplantate MyringoSeal)“ ein biomimetisch aufgebautes künstliches Trommelfellimplantat, das die körpereigenen Schwingungseigenschaften exakt wiedergibt. Die neuartige Membran ermöglicht eine vollständige Wiederherstellung der Schwingungseigenschaften des Trommelfells. Die Herstellung solcher Implantate ist mithilfe der Elektrospinntechnologie aus den Biomaterialien Seidenfibroin und Polycaprolacton möglich.

Die AVK – Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe hat 2021 erneut Innovationspreise an Unternehmen, Institute und deren Partner vergeben. Jeweils drei Composites-Innovationen aus den drei Kategorien „Produkte und Anwendungen“, „Prozesse und Verfahren“ sowie „Forschung und Wissenschaft“ wurden während des neuen Events JEC Forum DACH am 23. November 2021 ausgezeichnet, das in seiner ersten Ausgabe in Frankfurt stattfand.

„Auch in diesem Jahr waren wieder viele sehr interessante und vielversprechende Produkte und Verfahren dabei. Der Innovationspreis zeigt, wie leistungsfähig, wirtschaftlich und nachhaltig sich Faserverstärkte Kunststoffe und mit ihnen die Firmen und Institute präsentieren,“ erklärte AVK-Geschäftsfüher Dr. Elmar Witten. Die hochkarätig besetzte Fachjury ehrte in diesem Jahr u.a. folgende Innovationen:

Kategorie Forschung und Wissenschaft
Den 1. Platz in der Kategorie „Forschung und Wissenschaft“ erhielt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit der Bondline Control Technologie (BCT). Das innovative Verfahren dient der Qualitätskontrolle und -sicherung von Klebverbindungen. Kernelement ist ein poröses Gewebe, das mittels Epoxidklebstoff oder Matrixharz auf eine Fügefläche appliziert wird. Das Abschälen des Gewebes erzeugt eine chemisch reaktive und hinterschnittige Oberfläche und kann gleichzeitig als Adhäsionstest zum Untergrund dienen Die BCT bietet verschiedene Anwendungsmöglichkeiten. Zum Beispiel können Abreißgewebe durch das BCT-Gewebe ersetzt werden, um Verbundbauteile mit optimierter Fügefläche herzustellen. Der kostengünstige Schältest kann in der Couponprüfung und zur Prozesskontrolle genutzt werden. Außerdem kann die kombinierte Haftprüfung und Oberflächenvorbehandlung zur Qualitätssicherung geklebter Reparaturen an Faserverbundstrukturen eingesetzt werden.

Den 2. Platz erhielt das Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen University und seinen Partnern AEROVIDE GmbH, Altropol Kunststoff GmbH, Basamentwerke Böcke GmbH, TechnoCarbon Technologies GbR mit „StoneBlade - Leichtbau mit Granit für die Windindustrie“. Die Innovation ermöglicht die Reduzierung von nicht-recyclefähigem Material im Rotorblattbau. Gleichzeitig wird das Gewicht reduziert und die mechanischen Eigenschaften zur Standsicherheit von Windkraftanlagen erhöht. Hierzu wird glasfaserverstärkter Kunststoff in den Blattkomponenten durch Hartgestein als naturbasiertes, kostengünstiges und verwertbares Leichtbaumaterial ersetzt. Die auf wenige Millimeter Dicke geschliffenen Gesteinsplatten werden in ein Faserverbund-Laminat mit Carbonfasern eingebracht und so für wechselnde Lastfälle stabilisiert. Das vorgespannte Material ist im Verbund druckstabil und kann ohne einen Verlust von Steifigkeit Zugkräfte im Dauerwechsellastfall aufnehmen.

Platz 3 ging an die Technische Universität Dresden – Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) mit dem Partner Mercedes Benz AG mit der interdisziplinären Entwicklung eines hochintegrierten induktiven Lademoduls für Elektrofahrzeuge. Das ultra-dünne Lademodul sollte dabei den Raum im Fahrzeugunterboden optimal ausnutzen ohne die Bodenfreiheit zu verringern. Dafür wurde ein interdisziplinärer Entwicklungsprozess angewendet und eine übergreifende elektrische, mechanische und prozesstechnische Charakterisierung von Hochfrequenzlitzen, ferromagnetischer Folie und Metalldrahtgeweben durchgeführt und ein Simulationsmodelll erstellt. Das Ergebnis ist ein Demonstrator für ein Ladesystem mit  einer Aufbauhöhe von 15 mm und einem Gesamtgewicht von 8 kg. Es erreicht eine Übertragungseffizienz von bis zu 92 Prozent bei 7,2 kW Nennleistung und aktiver Luftkühlung. Der Hardware-Demonstrator wurde in einem 3-stufigen Prozess unter Nutzung des RTM- und VARI-Verfahrens hergestellt.

Übersicht aller Preisträger in den drei Kategorien:
Kategorie „Innovative Produkte und Anwendungen“
1. Platz: „Verkehrsschilder von Nabasco (N-BMC)“ – Nabasco Products BV und Lorenz Kunststofftechnik GmbH, Partner: Pol Heteren BV und NPSP BV
2. Platz: „Neuentwickeltes ultratoughes Vinylesterharz für den Großschiffbau“ Evonik Operations GmbH
3. Platz: „Lufteinlassgehäuse in Multi-Material-Design für Gasturbinen“ – MAN Energy Solutions SE, Leichtbau-Zentrum Sachsen GmbH und Leichtbau-Systemtechnologien KORROPOL GmbH
Kategorie „Innovative Prozesse und Verfahren“
1. Platz: „In-Mould Wrapping“ werkzeugfallende, folierte Faserverbundbauteile für Exterieur-Anwendungen– BMW Group, Partner: Renolit SE
2. Platz: „Adaptive automatisierte Reparatur von Composite-Strukturkomponenten in der Luftfahrt“ – Lufthansa Technik AG, Partner: iSAM AG
3. Platz: „Automatisierte Oberflächenvorbehandlung mittels VUV-Excimer Lampen – CTC GmbH
Kategorie „Forschung und Wissenschaft“
1. Platz: „Bondline Control Technologie (BCT)“ – Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
2. Platz: „StoneBlade - Leichtbau mit Granit für die Windindustrie“ – Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University, Partner: AEROVIDE GmbH, Altropol Kunststoff GmbH, Basamentwerke Böcke GmbH, TechnoCarbon Technologies GbR
3. Platz: „Interdisziplinäre Entwicklung eines hochintegrierten induktiven Lademoduls für Elektrofahrzeuge“ – Technische Universität Dresden – Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK), Partner: Mercedes Benz AG

Die Ausschreibung für den nächsten Innovationspreis startet Ende Januar 2022.

• Polynova soll ab November für die GRAFE Gruppe im Schweizer Raum Marktanteile gewinnen

Eine neue Handelsvertretung für die Schweiz hat die GRAFE Gruppe, Blankenhain, mit der Polynova Group AG, Risch-Rotkreuz (Schweiz), gefunden. Zur Fakuma 2021 wird die Partnerschaft offiziell gestartet. „Unsere neue Schweizer Vertretung ist auf die Distribution und Produktion von hochwertigen technischen Kunststoffgranulaten spezialisiert und seit mehr als 20 Jahren am Markt aktiv. Das Unternehmen verfügt über einen großen Kundenstamm und die nötige technische Expertise, um unsere Ziele in dem wichtigen Markt voranzutreiben. Dazu gehört unseren Bekannt-heitsgrad zu steigern, über unser Leistungsprogramm aufklären und schließlich Marktanteile zu gewinnen“, sagt Stefanie Theuerkauf, Vertriebsleiterin für die D-A-CH-Region. Polynova beschäftigt fünf Vertriebsmitarbeiter sowie drei in der Logistik, die allesamt einen technischen Hintergrund haben. Ein eigenes Lager in Rothenburg sichert zudem die Verfügbarkeit der Kunststoffe. „GRAFE passt bestens in unser Produktportfolio“, zeigt sich Thomas Weigl, Mitinhaber und zuständig für Geschäftsentwicklung beim Schweizer Vertriebsunternehmen, dessen Mitarbeiter kürzlich intensiv in Blankenhain geschult wurden, überzeugt.

„Unsere Kunden kommen aus den Sparten Sportartikel, Gehäuse-Technik, Automobilzulieferer und Medizintechnik – da gibt es viele Synergien mit GRAFE.“ Weigl verfügt selbst über umfangreiche Erfahrungen im Masterbatch-Bereich und war für zwei Unternehmen der Branche – Sukano und Americhem – als Geschäftsführer tätig. „Schweizer Firmen wollen Schweizer Ansprechpartner. Wir sprechen die Sprachen Deutsch, Italienisch und Französisch, sind in kürzester Zeit vor Ort, bieten den direkten Kontakt und verstehen die Bedürfnisse der Kunden und die Anforderungen des Marktes“, erklärt er. „Polynova ist damit schneller, näher und direkter.“ „Der Schweizer Markt ist groß und wichtig für uns“, berichtet Theuerkauf und Weigl erklärt die Hintergründe: „Es gibt über 300 Kunststoffverarbeiter, viele sind familiengeführt und sehr technisch orientiert. Die Ursprünge der Unternehmen liegen oft in der Uhrenindustrie und bei der Herstellung kleinster Präzisionsteile wie etwa Zahnrädern. Darüber hinaus sind Kaffeemaschinen-Hersteller, Medizintechnik-Anbieter und Automobilzulieferer wichtige Marktteilnehmer. Eine Vielzahl bekannter OEMs sind hier angesiedelt.“

Auch wenn es im Alpenland bereits Masterbatch-Hersteller gebe, so der Vertriebsexperte, verfüge jedoch niemand über das Know-how, Compounds und Masterbatches so perfekt und korngenau einstellen zu können, wie das Unternehmen aus Thüringen. Neben einer kompletten Farbenpalette auf praktisch allen Kunststoffträgern sind auch Flammschutzmittel, UV-Additive, Thermo-stabilisatoren oder Gleitmittel weitere Beispiele für das umfangreiche Produktportfolio. GRAFE zählt zu den Spezialisten in der Modifizierung thermoplastischer Kunststoffe und ist Innovationtreiber in der Herstellung von Farb-Masterbatches. „Auch die technischen Möglichkeiten hinsichtlich eines hochmodernen Technikums- und Produktionsmaschinenpark, sowie eine der größten Forschungs- und Entwicklungsabteilungen der Branche sind am Schweizer Markt sonst nicht zu finden. Unsere Aufgabe ist es jetzt, diese den einheimischen Kunden nahezubringen.“, so Thomas Weigl, Mitinhaber der Polynova AG zusammen mit dem Gründer Renato R. Huebscher.

Nur noch einen Monat, bevor die INDEX™20 zum ersten Mal seit 2017 ihre Tore öffnet, und rund 750 Aussteller haben ihre Teilnahme bereits bestätigt. Dies übersteigt die Zahlen von 2017 und zeigt deutlich die Relevanz der INDEX™20 als Anlaufstelle für Informationen aus erster Hand über neue Entwicklungen in den Bereichen Filtration, Transport, Bau, Hygiene, Medizin und Verpackung.  Wie immer wird es eine große Bandbreite an Endanwendungen geben, darunter langlebige Anwendungen und Einweganwendungen.

Trotz der Herausforderungen, mit denen viele Sektoren konfrontiert sind, haben sich die Vliesstoffe weiterentwickelt und sind während der Coronavirus-Pandemie noch stärker in den Vordergrund getreten. In einer solchen Zeit ist eine Veranstaltung wie INDEX™ wichtiger denn je, nicht nur um weiteres Wachstum zu gewährleisten, sondern auch um den Beitrag von Vliesstoffen im Kampf gegen die Pandemie zu unterstreichen und zu feiern. Um sicherzustellen, dass jeder die Veranstaltung unbesorgt genießen kann, werden alle erforderlichen Gesundheitsprotokolle zum Schutz der Aussteller und Besucher vorhanden sein.  

Natürlich ist die Pandemie nicht die einzige Herausforderung, mit der die Welt heute konfrontiert ist, und viele der Möglichkeiten zur Lösung einiger der wichtigsten Probleme wie Luftqualität, Kosteneffizienz, Nachhaltigkeit und Bereitstellung von sauberem Trinkwasser werden ebenfalls angeboten. In der Tat erleben wir weltweit einen Anstieg der Investitionen in erneuerbare, recycelte Materialien und die Entwicklung von Recyclingtechniken für Vliesstoffprodukte in einer Reihe von Anwendungen, während gleichzeitig eine Reduzierung des Materialeinsatzes, der Energie und der Abfallproduktion gewährleistet wird.

Eine Neuheit in diesem Jahr ist das INDEX™ Innovation Lab, das zum ersten Mal geöffnet sein wird. Das Innovation Lab ist ein spezieller Bereich innerhalb der INDEX™20, in dem Innovation und F&E präsentiert werden. Es ermöglicht die Entdeckung der wichtigsten Eigenschaften und Funktionen von Vliesstoffen in verschiedenen Anwendungen und verbessert das Verständnis für ihr Potenzial. Es werden sogar Poster von einigen der klügsten Köpfe der Branche ausgestellt, die aktuelle, noch laufende Forschungsprojekte sowie die Gewinner und Nominierten der INDEX™20 Innovation Awards vorstellen. Das Innovationslabor wird auch einen "Rundgang" durch das tägliche Leben mit Vliesstoffen bieten, der die breite Palette von Anwendungen und die wachsende Zahl von Sektoren, die von Vliesstoffen berührt werden, präsentiert.

Die sechs kostenlosen Branchenseminare finden parallel zu The Lab statt und bieten Expertenwissen zu den Themen Transport, Filtration, Infektionsprävention, intelligente Vliesstoffe und Geokunststoffe. Jedes Seminar findet live in Genf und parallel dazu auf der virtuellen Plattform statt, wo alle Teilnehmer mit den Referenten interagieren und an Diskussionen und Fragerunden teilnehmen können.

• automotive thüringen startet Innovationscluster „IZZI“ mit 16 Partnern aus Forschung und Industrie

Der Branchenverband automotive thüringen (at) initiiert gemeinsam mit den beiden wirtschaftsnahen Forschungseinrichtungen TITK - Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e.V. Rudolstadt und TITV - Textilforschungsinstitut Thüringen-Vogtland e.V. Greiz einen neuen Innovationscluster „Interieur der Zukunft aus der Zulieferindustrie“ (IZZI). Zum Auftakt sind weitere 14 regionale Unternehmen und Forschungsinstitute als Partner dabei. So vereint der Cluster weitreichende Kompetenzen im Innovationsfeld des automobilen Interieurs.

Als Mitinitiator und Gastgeber der Kick-off-Veranstaltung am 29. Juli 2021 unterstützt das TITK Rudolstadt den Innovationscluster IZZI mit zahlreichen Ideen, langjähriger Erfahrung in der Auto- und Zuliefererindustrie sowie vielfältigen technischen Möglichkeiten.

Der neue Innovationscluster greift speziell Trends für automobile Interieur-Lösungen auf und entwickelt sie in konkreten Projekten mit den Unternehmen und Instituten der Region weiter zu neuen, nachhaltigen Lösungen. So soll ein Rahmen geschaffen werden, um dem anstehenden technologischen Wandel in der Automobilindustrie mit innovativen Ideen zu begegnen. Neue Funktionalitäten, nachhaltige Materialien und eine neue Innenraum-Architektur – diesen und weiteren Themen wird sich das Netzwerk widmen.

Der Innovationscluster steht offen für weitere Partner. Interessierte Industrieunternehmen und Forschungseinrichtungen können sich an den Verband automotive thüringen wenden.

• 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.

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

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

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

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

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

Die anstehende Verkehrswende ist eines der zentralen wirtschaftlichen und industriellen Themen unserer Zeit. Umweltschutz und ein möglichst nachhaltiger Umgang mit unserem Planeten und seinen endlichen Ressourcen sowie der Wunsch nach individueller Mobilität dürfen sich zukünftig nicht mehr gegenseitig ausstechen. Es gilt Lösungen zu finden, die beide Wünsche gleichberechtigt berücksichtigen.

In den letzten Jahren steht bei der Betrachtung möglicher Alternativer Antriebssysteme vor allem der Wechsel von klassischen Verbrennungsmotoren hin zur Elektro-Mobilität im Fokus. Auch wenn es zahlreiche weitere Optionen gibt, so ist diese das derzeit politisch und auch wirtschaftlich oftmals präferierte Modell, auf das die Automobilindustrie mit allen vor- und nachgelagerten Industriezweigen reagieren muss.

Auch für die Composites-Industrie ergeben sich neue Herausforderungen. Bislang ist der Transportbereich mit einem Anteil von 32 % das zweitwichtigste Anwendungssegment der Composites Industrie (vgl. Abb. 1). Betrachtet werden hier alle Lang- sowie Endlosfaserverstärkten Materialsysteme. Änderungen und neue Impulse in diesem so wichtigen Bereich haben, sowohl für die deutsche Industrie generell als auch für die Zulieferindustrie im Speziellen, einen fundamentalen Einfluss auf viele Akteure im Composites-Markt.

Bereits vielfach wurde in den letzten Monaten ein Abgesang auf die Composites im Automobilbereich angestimmt, da Leichtbau seinen Einfluss bei der E-Mobilität vermeintlich verloren habe. Dies muss sich, wenn man die reine Physik betrachtet, schon grundlegend als falsch herausstellen und wurde mittlerweile ja auch vielfach entkräftet. Darüber hinaus wird aber übersehen, dass Composites über ein enorm vielfältiges und breites Eigenschaftsniveau, auch über den Leichtbau hinaus aufweisen. Die Leichtbaumöglichkeiten sind nur ein Baustein der für den Einsatz von Composites, vor allem auch in der Elektromobilität spricht.

Wie genau Composites zukünftig eingesetzt werden können und wo sich die meisten Potenziale zeigen, dass war Thema einer Arbeitskreissitzung der AVK zum Thema "Werkstoffeigenschaften und -anforderungen für die E-Mobilität“. Mehr als 150 angemeldete Teilnehmer informierten sich am 24. März über den aktuellen Stand aus Forschung und Entwicklung sowie derzeitige und zukünftige Anwendungsszenarien.

Leitfähige Kunststoffe, Kunststoffe im Hochvoltbereich, aber auch direktgekühlte Motoren aus faserverstärkten Kunststoffen waren dabei ebenso Thema, wie neue Materialentwicklungen und konkrete Anwendungsfelder im PKW-Bereich.

Potenziale für den Einsatz von Kunststoffen und ganz speziell auch Composites zeigen sich beispielsweise im Bereich des Batteriegehäuses bzw. des Deckels der Batteriegehäuse.

Das Batteriegehäuse inklusive Deckel ist in einem Fahrzeug ein Teil der gesamten Fahrzeugstruktur. Das Gehäuse beherbergt die Zellen, die Kühlung, die Verkabelung und schützt vor Crash-/Crush- Schäden. Composites verfügen u. a. über eine gute Zug- und Biegefestigkeit und erhöhen die Steifigkeit. Darüber hinaus ist eine hohe Formstabilität und elektrische Isolation garantiert. Spontanversagen des Bauteils gibt es nicht. EV (electric vehicle)-Batterien haben in der Regel große Dimensionen und ein komplexes Design. Große Bauteile und komplexe Formen lassen sich mit Composites in einem Bauteil darstellen, mehrstufige Verarbeitungsprozesse entfallen. Dies sind nur einige der Vorteile, die durch den Einsatz von Composites entstehen können. Die Experten des AVK-Arbeitskreises waren sich einig: die Elektromobilität bietet vielfältige Chancen für Composites. Man muss als Industrie die sich bietenden Möglichkeiten gemeinsam angehen, um von den anstehenden Änderungen profitieren zu können. Darüber hinaus muss die Vorteilhaftigkeit der Materialien zukünftig noch besser nach außen und zu potenziellen Nutzern/Anwendern kommuniziert werden.

Deswegen wurde entschieden, die Arbeit gemeinsam fortzusetzen. Ein nächstes Treffen des Arbeitskreises „Werkstoffeigenschaften und -anforderungen für die E-Mobilität“ wird am 24.06.2021 stattfinden.
 

Hightech-Textilien sind ein weltweiter Wachstumsmarkt mit überraschend vielen Anwendungsmöglichkeiten. Beim Anwenderforum SMART TEXTILES am 24. und 25. März 2021 tauschten sich auch in diesem Jahr Industrie und Wissenschaft über neue Produkte, Trends und Marktchancen aus. Die Veranstaltung fand aufgrund der anhaltenden COVID 19-Pandemie in einem abwechslungsreichen digitalen Format statt.

Textilien mit intelligenten Funktionen sind die Zukunft. Wichtiges Beispiel ist die Automobilindustrie. Die Referenten präsentierten Textilien als Schnittstelle zwischen Mensch und High-Tech und als formschönes Interieur kombiniert mit vielen Funktionen. Ergänzt wird die hohe Funktionalität der Fahrzeuge mit interaktiver Kleidung für die Fahrer. Sie wärmt und kühlt je nach Bedarf, leuchtet automatisch beim Verlassen des Fahrzeugs, navigiert und lädt sich wieder auf, sobald sie an den Kleiderhaken gehängt wird. Auch smarte Mützen können in manchen Bereichen Helme ersetzen, indem sie für mechanischen Schutz und Sicherheit des Trägers sorgen und Insekten abwehren.

Über den Anwendungsbereich Mobilität hinaus gibt es vor allem in Medizin und Pflege Bedarf an intelligenten Textilien. Sensorische Sohlen in den Schuhen analysieren den Gang und helfen damit Ärzten und Physiotherapeuten, die optimale Therapie auszuwählen - zum Beispiel gegen Rückenschmerzen. Taschentücher, Stofftaschen oder Handschuhe aus speziellen Silbertextilien töten Viren und Bakterien. Eine Innovation, die in der Corona-Pandemie besonders gefragt ist.

Neue Textilelektroden überleben inzwischen sogar viele
Waschgänge und machen smarte Textilien alltagstauglich. Das ist besonders wichtig bei Sportbekleidung, mit der auch Hobbysportler gerne ihr Training tracken, auswerten und optimieren. Neu entwickelte Stoffe haften großflächig am Körper und stellen auf diese Weise sicher, dass Vitalparameter zuverlässig erfasst werden.

Waschbar und leitfähig sind auch Druckknöpfe, die im wahrsten Sinne des Wortes Kontaktierung per Knopfdruck herstellen. In den robusten Knöpfen steckt Elektronik wie Sensoren, Aktoren, LEDs und Schalter.

Das Anwenderforum zeigte auch in diesem Jahr, dass viele Visionen inzwischen realisierbar und marktfähig sind. Herausforderungen sind in Zukunft, nachhaltige Materialien und Prozesse einzusetzen sowie die E-Textiles zu recyceln. Darüber hinaus stellt die Datenflut, die durch die smarten Textilien erzeugt werden kann, hohe Ansprüche an die Sicherheit und die Verarbeitung der Daten.

Das Anwenderforum SMART TEXTILES wird jährlich von den Deutschen Instituten für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF), dem Forschungskuratorium Textil e. V. in Berlin und dem Textilforschungsinstitut Thüringen Vogtland e. V. (TITV) in Greiz veranstaltet, um den Austausch von Industrie und Wissenschaft in der in der D-A-CH-Region zu fördern.

Das 10. Anwenderforum SMART TEXTILES findet vom 2.-3. März 2022 statt und ist wieder als Präsenzveranstaltung kombiniert mit einer Firmenbesichtigung geplant. Der Veranstaltungsort wird rechtzeitig bekanntgegeben.