From the Sector

Das frisch erschienene Buch »Prototype Nature« stellt die Biologie in den Mittelpunkt und geht der Frage nach, wie diese für die Wissenschaft, Technik, Wirtschaft und Gesellschaft als Vorbild fungieren kann, um neue Wege für eine nachhaltigere Welt zu ebnen. Aufbauend auf dem gleichnamigen Symposium, geben Wissenschaftler*innen und Designer*innen Einblicke in vielversprechende Ansätze der Bionik und der Biotechnologie und damit auch Denkanstöße für das eigene Handeln in einer bioinspirierten Welt.

Ein Blick ins Inhaltsverzeichnis: »Giftfreies Antifouling nach biologischem Vorbild«; »Von Tierhaut zu Bakterienhaut – von Modedesign zu Biodesign«; »Von der Natur lernen – eine Skizze zur Utopie des Sein-Lassens« - so lauten 3 der 31 vorgestellten Ansätze. Das Buch zeigt auf, welche Vielfalt es an Interaktionen zwischen Biologie, Technik und Design gibt und bietet die Möglichkeit, die Funktionsweise heutiger Organismen und Ökosysteme besser zu verstehen, und zeigt wie diese in analoge technische und gestalterische Lösungen überführt werden.

Das 21. Jahrhundert gilt als das Jahrhundert der Biologie. Biotechnische und bioinspirierte Innovationen verändern heutige Produktionssysteme und unseren Alltag radikal. Gleichzeitig wandelt sich die Biologie selbst wie z. B. die Gentechnik oder die synthetische Biologie zeigen. Die vielfältigen Fortschritte in der Bionik und der Biotechnologie führen zu einem umfassenden Wandel der Mensch-Technik-Biologie-Verhältnisse. »Sie erfordert die Übernahme von Verantwortung in einem Maße, wie es uns Menschen in der Vergangenheit nur selten gelungen ist«, schreibt Mitherausgeber Jürgen Bertling des Fraunhofer UMSICHT in seiner Danksagung.

Interdisziplinäre Zusammenarbeit verschiedener Fachdisziplinen
Ein weiterer wichtiger Aspekt des Buches ist die Interaktion zwischen den verschiedenen Wissenschaften, die sich teilweise ergänzen, aber auch an bestimmten Punkten widersprechen.

Wichtig für die vielfältigen Fortschritte in der Bionik und der Biotechnologie ist die interdisziplinäre Zusammenarbeit verschiedener Fachdisziplinen. Um die Biologie, die Natur als Vorbild für die Wirtschaft und die Gesellschaft zu nutzen, müssen Naturwissenschaftler und Ingenieure mit Fachleuten aus den Industriebereichen Produktion und Marketing, Gestaltung und Design auf offene Art und Weise zusammenarbeiten. »Warum trennt man beispielsweise immer die Funktion von der Schönheit? In der Natur ist Schönheit Funktion. Lasst uns von der Natur lernen«, sagt Mitherausgeberin Anke Bernotat, Design-Professorin an der Folkwang Universität der Künste. So können Lösungen für wettbewerbsfähiges und umweltverträgliches Produzieren und Wirtschaften entwickelt werden.

Herausgeber des Buchs sind Jürgen Bertling vom Fraunhofer UMSICHT und Anke Bernotat (Folkwang Universität der Künste). Das Projekt »Prototype Nature« wurde vom BMBF durch die Projektträgern DLR und BIOKON gefördert.

• Kohlenstoff mit mehreren Leben

Geht es um die Zukunft der motorisierten Mobilität, reden alle vom Antrieb: Wie viel E-Auto, wie viel Verbrenner verträgt die Umwelt und braucht der Mensch? Zugleich stellen neue Antriebe erhöhte Anforderungen nicht nur an den Motor, sondern auch an dessen Gehäuse und die Karosse: Für solch anspruchsvolle Anwendungen kommen häufig Carbonfasern zum Einsatz. Wie der Antrieb der Zukunft, sollten auch die Werkstoffe am Fahrzeug umweltfreundlich sein. Deshalb ist Recycling von Carbonfasern gefragt. Lösungen dafür haben Institute der Zuse-Gemeinschaft entwickelt.

Carbonfasern, auch als Kohlenstofffasern oder verkürzt als Kohlefasern bekannt, bestehen fast vollständig aus reinem Kohlenstoff. Sehr energieaufwändig wird er bei 1.300 Grad Celsius aus dem Kunststoff Polyacrylnitril gewonnen. Die Vorteile der Carbonfasern: Sie haben kaum Eigengewicht, sind enorm bruchfest und stabil. Solche Eigenschaften benötigt man z.B. am Batteriekasten von E-Mobilen oder in Strukturbauteilen der Karosserie. So arbeitet das Sächsische Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) aktuell gemeinsam mit Industriepartnern daran, statisch-mechanische Stärken der Carbonfasern mit Eigenschaften zur Schwingungsdämpfung zu verknüpfen, um die Gehäuse von E-Motoren im Auto zu verbessern. Angedacht ist in dem vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekt die Entwicklung sogenannter Hybridvliesstoffe, die neben der Carbonfaser als Verstärkung weitere Faserstoffe enthalten. „Wir wollen, die Vorteile unterschiedlicher Faserstoffe verbinden und so ein optimal auf die Anforderungen abgestimmtes Produkt entwickeln“, erläutert Marcel Hofmann, STFI-Abteilungsleiter Textiler Leichtbau.

Damit würden die Chemnitzer Forschenden bisherige Vliesstoff-Lösungen ergänzen. Sie blicken auf eine 15-jährige Geschichte in der Arbeit mit recycelten Carbonfasern zurück. Der globale Jahresbedarf der hochwertigen Fasern hat sich im vergangenen Jahrzehnt fast vervierfacht, laut Angaben der Industrievereinigung AVK auf zuletzt rd. 142.000 t. „Die steigende Nachfrage hat das Recycling immer stärker in den Fokus gerückt“, betont Hofmann. Carbonfaserabfälle sind ihm zufolge für etwa ein Zehntel bis ein Fünftel des Preises von Primärfasern erhältlich, müssen aber noch aufbereitet werden. Dreh- und Angelpunkt für den Forschungserfolg der recycelten Fasern sind konkurrenzfähige Anwendungen. Die hat das STFI nicht nur am Auto, sondern auch im Sport-Freizeitsektor sowie in der Medizintechnik gefunden, so in Komponenten für Computertomographen. "Während Metalle oder Glasfasern als potenzielle Konkurrenzprodukte Schatten werfen, stört Carbon die Bilddarstellung nicht und kann seine Vorteile voll ausspielen“, erläutert Hofmann.

Papier-Knowhow nutzen
Können recycelte Carbonfasern nochmals den Produktkreislauf durchlaufen, verbessert das ihre CO2-Bilanz deutlich. Zugleich gilt: Je kürzer die Carbonfasern, desto unattraktiver sind sie für die weitere Verwertung. Vor diesem Hintergrund entwickelten das Forschungsinstitut Cetex und die Papiertechnische Stiftung (PTS), beide Mitglieder der Zuse-Gemeinschaft, im Rahmen eines Forschungsvorhabens ein neues Verfahren, das bislang wenig geeignet erscheinende Recycling-Carbonfasern ein zweites Produktleben gibt. „Während klassische Textilverfahren die ohnehin sehr spröden Recycling-Carbonfasern in Faserlängen von mind. 80 mm trocken verarbeiten, beschäftigten wir uns mit einem Verfahren aus der Papierindustrie, welches die Materialien nass verarbeitet. Am Ende des Prozesses erhielten wir, stark vereinfacht gesprochen, eine flächige Matte aus recycelten Carbonfasern und Kunststofffasern“, erläutert Cetex-Projektingenieur Johannes Tietze das Verfahren, mit dem auch 40 mm kurze Carbonfasern zu attraktiven Zwischenprodukten recycelt werden können. Das danach in einem Heißpressprozess entstandene Erzeugnis dient als Grundmaterial für hochbelastbare Strukturbauteile. Zusätzlich wurden die mechanischen Eigenschaften der Halbzeuge durch die Kombination mit endlosfaserverstärkten Tapes verbessert. Das Recyclingprodukt soll, so die Erwartung der Forschenden, glasfaserverstärkten Kunststoffen, Konkurrenz machen, z.B. bei Anwendungen im Schienen- und Fahrzeugbau. Die Ergebnisse fließen nun in weiterführende Forschung und Entwicklung im Kooperationsnetzwerk Ressourcetex ein, einem geförderten Verbund von 18 Partnern aus Industrie und Wissenschaft.

Erfolgreiche Umsetzung in der Autoindustrie
Industriereife Lösungen für die Verwertung von Carbonfaser-Produktionsabfällen werden im Thüringischen Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung Rudolstadt (TITK) entwickelt. Mehrere dieser Entwicklungen wurden mit Partnern beim Unternehmen SGL Composites in Wackersdorf industriell umgesetzt. Die Aufbereitung der so genannten trockenen Abfälle, hauptsächlich aus Verschnittresten, erfolgt nach einem eigenen Verfahren. „Dabei führen wir die geöffneten Fasern verschiedenen Prozessen zur Vliesherstellung zu“, sagt die zuständige Abteilungsleiterin im TITK, Dr. Renate Lützkendorf. Neben den Entwicklungen für den Einsatz z.B. im BMW i3 in Dach oder Hintersitzschale wurden im TITK spezielle Vliesstoffe und Verfahren für die Herstellung von Sheet Molding Compounds (SMC) etabliert, das sind duroplastische Werkstoffe, die aus Reaktionsharzen und Verstärkungsfasern bestehen und zum Pressen von Faser-Kunststoff-Verbunden verwendet werden. Eingang fand dies z.B. in einem Bauteil für die C-Säule des 7er BMW. „In seinen Projekten setzt das TITK vor allem auf die Entwicklung leistungsfähigerer Prozesse und kombinierter Verfahren, um den Carbonfaser-Recyclingmaterialien auch von den Kosten her bessere Chancen in Leichtbauanwendungen einzuräumen“, betont Lützkendorf. So liege der Fokus gegenwärtig auf dem Einsatz von CF-Recyclingfasern in thermoplastischen Prozessen zur Platten- und Profilextrusion. „Ziel ist es, die Kombination von Kurz- und Endlosfaserverstärkung in einem einzigen, leistungsfähigen Prozess-Schritt zu realisieren.“

• The CHT Group is constantly expanding its sustainable product range for a circular economy according to the Cradle to Cradle principles

Progress in itself does not necessarily have to be sustainable but in the CHT Group it certainly does. For this reason the company has defined progress more precisely. The developers and chemists from Tübingen show true inventive talent with sustainable innovations.

According to the CHT Group's self-perception, sustainable innovation always includes a responsibility component for the future. With decades of experience along the textile value chain, the globally active CHT Group offers an incomparably wide range of services focusing on sustainable, resource-saving and forward-looking speciality chemicals and the efficient shaping of textile processes.

The circular economy takes over a decisive role: In the CHT Group we are convinced that recyclable textile products are the right means to protect resources and reduce the environmental impact. Therefore, our team works closely with textile manufacturers and brands to achieve the common goal of avoiding waste and harmful substances along the textile production process and thus producing more ecological textiles.

The Cradle to Cradle approach provides a trend-setting concept in the textile world that perfectly fits the company's sustainable strategy: Right from the start products shall be created which are suited for the biological (compostable) or technical (recyclable) circulation.

The CHT Group focuses on the development of dyes, pigments and auxiliaries for textile finishing which can be decomposed without leaving any residues and easily returned to the natural circulation.

For textiles which are to be developed and produced strictly according to the Cradle to Cradle principle, CHT offers a comprehensive, constantly growing, compostable range for textile finishing. With 57 textile auxiliaries and 32 dyes/pigments CHT has succeeded in achieving the highest rating, the Platinum Material Health Certificate of the Cradle to Cradle Products Innovation Institute.

These products help textile manufacturers to achieve the Platinum rating in Material Health, one of five categories of the Cradle to Cradle Certified™ product standard on finished textiles. This contributes to giving textiles a positive ecological footprint.

Textiles can be given the decisive distinguishing feature through the Cradle to Cradle Certified™ product standard. Cradle to Cradle Certified™ is the world's leading science-based standard for safe, recyclable and sustainable materials and products. CHT offers the possibility of designing tomorrow's sustainable textiles already today and is therefore part of the Circular Economy.

Cradle to Cradle Certified™ is a registered trademark of the Cradle to Cradle Products Innovation Institute.

Forschende aus aller Welt diskutierten Zellkonzepte von elektrochemischen Reaktoren

Eine Plattform bieten für den interdisziplinären Austausch auf dem Gebiet elektrochemischer Zellen – mit dieser Zielsetzung startete Jan Girschik die Planung für das erste »E3C – Electrochemical Cell Concepts Colloquium«. Dieses Ziel hat der Wissenschaftler des Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT definitiv erreicht: Über 130 Forschende aus 13 Ländern – darunter Kanada, die USA, Uruguay, Indien, Griechenland, Großbritannien und sieben weitere europäische Nationen – nahmen an der Online-Veranstaltung am 14. Mai teil. Ihre Vorträge und Diskussionen drehten sich um Gemeinsamkeiten und potenzielle Kombinationsmöglichkeiten von Zellkonzepten und Fluidführungen für Flow-Batterien, Brennstoffzellen, Elektrolyse-, Elektrosynthese- und Elektrodialysezellen.

In welche Richtung die weitere Entwicklung in Zukunft gehen könnte, verdeutlichte Edward Roberts von der University of Cagliary am Beispiel einiger »wacky ideas«, an denen sein Team und er aktuell arbeiten. Dazu gehören komplexe Zellen mit beweglichen Festbettelektroden, eine oszillierende Fluidführung sowie Modifikationen mit magnetischen Feldern.

Neue Wege zur Gestaltung von Elektroden
Innovative Ideen stellte auch Prof. Matthias Wessling vor. Der Wissenschaftler der RWTH Aachen hielt die zweite Keynote mit dem Titel »Free form fabrication of electrochemical membrane reactors« und betonte: »Die Integration von Reaktions- und Trennsystemen für Elektroden ist ein wunderbarer, wissenschaftlicher Spielplatz für elektrochemische Ingenieurinnen und Ingenieure.“ Auf dem Aachener Spielplatz sind u. a. nickelbasierte Anoden für die Oxidation von Lignin entstanden – und zwar in Gestalt keramischer Membranrohre. Diese können z. B. per 3D-Druck, selektivem Lasersintern und laserloser additiver Fertigung hergestellt werden, so Matthias Wessling.

Um die Kreativität der Teilnehmenden mit Blick auf die Gestaltung von Elektroden anzuregen, stellte er zudem verschiedene Formen vor, mit denen sein Team und er arbeiten. Abschließend thematisierte er Röhrenreaktoren sowie den Einsatz von Durchfluss- und Slurry-Elektroden.

Auf die Keynotes folgten weitere Vorträge in drei Sessions: Im Fokus von »Cell design and fluid flow« standen Zellkonzepte und innovative Strömungsführungen unterschiedlicher Reaktorarten. In der Session »Functional components« ging es u. a. um Membranen und poröse Elektroden, während sich die Session »Stack design, testing and sealing technology« primär um den bipolaren Aufbau von elektrochemischen Reaktoren drehte. Die Vortragenden kamen u. a. von dem Institut für Mikrosystemtechnik IMTEK, dem Karlsruher Institut für Technologie, dem DECHEMA-Forschungsinstitut, der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg, dem Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg, der TU Clausthal, der ZBT GmbH sowie dem Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB und dem UMSICHT.

Non-contact precision spray technology enhances productivity, sustainability and process control

Baldwin Technology Company Inc. has announced that it will showcase the TexCoat G4 non-contact precision spray fabric finishing system at the Techtextil North America tradeshow, held from May 12 to 14, 2020, in Atlanta (booth #3048).

With extensive sustainability benefits, unprecedented tracking and process control, and industry 4.0 integration, the TexCoat G4 provides consistently high-quality fabric finishing, with no chemistry waste, as well as minimal water and energy consumption. 

Baldwin’s innovative non-contact spray technology eliminates chemistry dilution in wet-on-wet processes. The TexCoat G4 consistently and uniformly sprays chemistry across the fabric surface and applies it only where needed, on one or both sides of the fabric. Customers can expect no bath contamination during the finishing process, as well as minimal downtime during changeovers, which are made easy with recipe management that includes automated chemistry and coverage selection.

The TexCoat G4 also enhances sustainability by wasting no chemistry during color, fabric or chemistry changeovers, and because only the required chemistry volume is applied to the fabric, wet pick-up levels can be reduced by up to 50 percent—leading to 50 percent less water and energy consumption. Furthermore, in single-side applications, drying steps can be eliminated for various textiles, including those that are back-coated and laminated, thereby streamlining and simplifying the production process.

Chomarat Group, expert in composite reinforcements for the marine market developed a high performing C-PLYTM reinforcement for the hull and deck of Arcona 435 and 465. Both cruiser-racer are a unique combination of comfort onboard and performances, for fast family cruising and high-level races thanks to their specific design, and the use of C-PLY™. The carbon NCF reinforcement allows structural design benefits, premium surface quality and overall parts cost saving.

“With 45 years of expertise, Chomarat is a pioneer in developing solutions to achieve weight reduction, improved surface appearance and stronger structure.

C-PLY™ makes it possible to meet these specifications, while ensuring stable quality and cost-effectiveness” explains Vincent Cholvy, Marine market Manager at Chomarat.

THE CUTTING-EDGE TECHNOLOGY FOR SERIAL PRODUCTION OF CARBON BOATS
A study was led to determine the optimal construction to develop a high performing C-PLY™ range for a better permeability in infusion process. The result is a carbon NCF that achieves high mechanical performances, multi resins compatibility and cost efficiency. “Chomarat is the best choice for supplying the product our factory prefers to work with: stable quality and cost effectiveness are the key benefits” explains Nicolas Broberg, Managing Director Arcona Yacht.

Infusion technology for hull and deck with up to 70% level of carbon in the laminate gives the greatest possible strength.

Techtextil 2019: Schoeller launches its new finishing technology called NanoSphere® Plus. The special effect of this new development is its protection against fingerprints and greasy stains. Furthermore, even after being absorbed by the fabric stains are quickly and easily wiped away without washing.

Every human being leaves its marks. In particular, on daily-use items that are picked up or touched often. Especially on textile surfaces, hand and fingerprints in combination with dirt and dust particles leave an unpleasant, greasy dirt film, which is very difficult to clean.

NanoSphere® Plus, developed by Schoeller Technologies AG, the business unit for technologies at Schoeller Textil AG, works on the basis of a functional chain. Textiles are equipped with a matrix finish to reduce the capillary effect in the textile’s fibers. Especially unpleasant sebum residues and dirt that are often released by finger and handprints are less absorbed by the fabric and can be easily wiped away.

Beside the excellent protection against finger and handprints, textiles with NanoSphere® Plus are additionally water and oil repellent, abrasion resistant and extremely durable. The finishing technology rarely affects the look or feel of the fabric.

Non-washable textiles that are often touched by hands or fingers, or fabrics that are in direct contact with the skin benefit most from this new technology. Therefore, NanoSphere® Plus is ideal for woven fabrics and synthetic leather or synthetic suede for bags, covers of electronical devices, head phones, loud speakers or other items in the field of interior equipment.

• Hexcel’s Composite Innovations For Aerospace, Automotive, Energy And Marine Applications At JEC World 2019 Hall 5 - Stand J41

STAMFORD, Conn. – At this year’s JEC World taking place in Paris on March 12-14, Hexcel will promote a wide range of composite innovations for customer applications in aerospace, automotive, energy and marine markets.

Aerospace Innovations

Hexcel’s HiTape® and HiMax™ dry carbon reinforcements were developed to complement a new generation of HiFlow™ resin systems, producing high quality aerospace structures using the resin infusion process. HiTape® was developed for the automated lay-up of preforms and HiMax™ is a range of optimized non-crimp fabrics (NCF). Both products incorporate a toughening veil to enhance mechanical properties, meeting the structural requirements for aerospace parts.

Visitors to JEC will see an Integrated Wing Panel demonstrator and an I-beam, both made with HiTape® reinforcements, and an Opticoms rib made with HiMax™ NCF. The Opticoms rib and I Beam were both manufactured using C-RTM (Compression Resin Transfer Molding). They were injected with Hexcel’s RTM6 resin in a process taking less than 5 minutes. The total manufacturing cycle for both parts was just 4.5 hours.

Also among the Aerospace exhibits, Hexcel will display a composite petal for a satellite antenna, manufactured by Thales Alenia Space Italia. The petal is part of a set of 24 deployable structural elements that form the large area reflector assembly used on board Low Earth Orbit (LEO) observation satellites. Thales Alenia Space Italia selected Hexcel’s HexPly® M18 prepreg for this application, acknowledging the superior mechanical and outgassing properties provided.

Another Hexcel prepreg application on show is a “zero” frame, manufactured by Aerofonctions for the engine area of Daher’s TBM 910/930 single-engine turboprop aircraft. Hexcel’s HexPly® M56 prepreg was selected by Daher for the “zero” frame – a product developed for Out of Autoclave applications that provides the same high quality and performance as autoclave-cured prepregs, from a simple vacuum bag cure in an oven.

With 50 years of experience behind its comprehensive range of high-strength, high-strain PAN-based carbon fibers, Hexcel continues to innovate, and is introducing two new fibers to its portfolio. HexTow® HM50 combines high modulus and high tensile strength, making it ideal for commercial and defense aircraft and engines. HexTow® 85 was developed specifically to replace rayon-based carbon fiber for ablative applications.

HexTow® carbon fiber holds the most qualified carbon fiber positions on aerospace programs in the industry and is the best unsized fiber available on the market. It provides excellent bonding interfacial properties with thermoplastic matrices and is the best-performing fiber for 3D printing applications.

Additive manufacturing is another area of expertise for Hexcel, using PEKK ultra-high performance polymers and HexAM™ technology to manufacture carbon-reinforced 3D printed parts. This
innovative process provides a weight-saving solution for intricate parts in highly demanding aerospace, satellite and defense applications. HexPEKK™ structures offer significant weight, cost and time-to-market reductions, replacing traditional cast or machined metallic parts with a new technology.

Hexcel is well known for its range of weight-saving, stiffness-enhancing honeycombs and the company adds value by providing a range of engineered core solutions to customers from facilities in the USA, Belgium and the newly opened Casablanca plant in Morocco. Hexcel’s engineered core capabilities enable highly contoured parts with precision profiling to be produced to exacting customer specifications. An example of such a part will be on display at JEC. Made from Aluminum FlexCore®, the part is CNC machined on both sides, and formed and stabilized with both peel ply and flyaway layers of stabilization. Aircraft engines benefit from a number of Hexcel core technologies including HexShield™ honeycomb that provides high temperature resistance in aircraft engine nacelles. By inserting a thermally resistant material into honeycomb cells, Hexcel provides a core product with unique heat-shielding capabilities that allows for the potential re-use of material after a fire event.

Hexcel’s Acousti-Cap® broadband noise-reducing honeycomb significantly improves acoustic absorption in aircraft engine nacelles. The acoustic treatment may be positioned at a consistent depth and resistance within the core, or can be placed in a pattern of varying depths and/or resistances (Multi-Degrees of Freedom and 3 Degrees Of Freedom), offering an acoustic liner that is precisely tuned to the engine operating conditions. These technologies have been tested at NASA on a full engine test rig and meet all 16 design conditions without trade-offs.

HexBond™ – the new name in Adhesives

Hexcel’s range of high performance adhesives has expanded considerably following the company’s acquisition of Structil. The company has now decided to unite the range by marketing all of its adhesive products using HexBond™ branding. The comprehensive range of HexBond™ structural film adhesives, foaming adhesive films, paste adhesives, liquid shims, epoxy fillets and Chromium free liquid primers is suitable for a wide range of applications in combination with Hexcel’s prepreg and honeycomb products.

Automotive Innovations

Hexcel’s carbon prepreg patch technology provides an innovative way of locally stiffening and reinforcing metal parts, providing noise and vibration management functionality. HexPly® prepreg patches consist of unidirectional carbon fiber impregnated with a fast curing epoxy matrix that has self-adhesive properties, enabling it to bond to metal in a highly efficient one-step process. These key technology properties are demonstrated in an 18.5kg aluminum subframe (that is 50% lighter than steel equivalents), which was reinforced with 500 grams of HexPly® prepreg and tested by Saint Jean Industries. The part demonstrates a significant reduction in noise, vibration and harshness (NVH). Other benefits include lower production costs, energy savings, increased driver comfort, production flexibility and part count reduction. With this technology Hexcel is a finalist in the JEC Innovation Awards 2019 in the Automotive Applications category.

HexPly® prepreg patch technology was also applied to a hybrid side sill demonstrator developed with Volkswagen and Dresden University to address future crash test requirements, specifically for electric cars. Combining fiber-reinforced plastic (FRP) with metal, the hybrid construction allows for optimum performance including weight savings, enhanced safety, increased energy absorption, battery protection in a crash situation and production flexibility.

Hexcel will also display a lightweight CFRP transmission crossmember produced from Hexcel’s high performance HexMC®-i 2000 molding compound. The transmission crossmember was developed in partnership with the Institute of Polymer Product Engineering (at Linz University), Engel and Alpex. As the part connects the chassis together and supports transmission it has to be stiff and strong, resisting fatigue and corrosion. Hexcel’s HexMC®-i 2000 was selected as the best-performing molding compound on the market, curing in as little as two minutes to produce lightweight, strong and stiff parts.
To produce the transmission crossmember HexMC®-i 2000 preforms are laid up in Alpex molds and compression-molded in a v-duo press that was tailored for the application by Engel. Ribs, aluminum inserts and other functions can be molded into the part using the single-stage process, reducing component-count. Any offcuts from the preforms can be interleaved between the plies of material to provide additional reinforcement in key areas - meaning that the process generates no waste.

Other Automotive promotions on Hexcel’s stand at JEC World include a composite leaf spring manufactured by ZF using HexPly® M901 prepreg. In contrast to steel leaf springs, composite versions offer many advantages including weight savings of up to 70%, high corrosion resistance, optimized system integration and superior performance. HexPly® M901 prepreg reduces the cure cycle to below 15 minutes and provides 15% higher mechanical performance, with enhanced fatigue properties. It also operates at high temperatures, providing a Tg of up to 200°C following a post cure.

Marine Innovations

Hexcel has a comprehensive range of products aimed at racing yacht and luxury boat builders that include America’s Cup, IMOCA class and DNV GL-approved prepregs, woven reinforcements and multiaxial fabrics for hull and deck structures, masts and appendages.

At JEC World Hexcel will display an IMOCA yacht mast manufactured by Lorima using HexPly® high modulus and high strength carbon fiber prepreg from Hexcel Vert-Le-Petit. Lorima is the exclusive official supplier of masts for IMOCA 60 class racing boats.

Hexcel’s HexTow® IM8 carbon fiber has been selected as the highest performing industrial carbon fiber on the market and will be used by spar and rigging manufacturer Future Fibres to manufacture their AEROrazr solid carbon rigging for all the teams in the 36th America’s Cup.

Hexcel’s HiMax™ DPA (Dot Pattern Adhesive) reinforcements are non-crimp fabrics supplied pre-tacked, allowing multiple fabrics to be laid-up more easily in preparation for resin infusion. Providing an optimal, consistent level of adhesion, they allow a faster and more consistent resin flow, as well as eliminating the use of spray adhesive for a healthier working environment and lower risk of contamination. Simply unrolled and applied to the mold or core layer before the introduction of resin, HiMax™ DPA fabrics are widely used in boat building, where lay-up times can be reduced by up to 50%.

Wind Energy Innovations

Hexcel has developed a range of HexPly® surface finishing prepregs and semi-pregs for wind turbine blades and marine applications. Providing a tough, durable and ready-to-paint surface without using in-mold coats, these products shorten the manufacturing cycle and reduce material costs. HexPly® XF2(P) prepreg is optimized for wind blades and has a ready-to-paint surface, straight from the mold, saving at least 2 hours of takt time.

Polyspeed® pultruded carbon laminates were developed for load-carrying elements in a blade structure and are manufactured with a polyurethane matrix that provides outstanding mechanical performance in terms of stiffness and durability. The blade manufacturing process is optimized, with increased throughput. The pultruded laminates are supplied in coils as continuous cross section profiles.
HiMax™ non-crimp fabrics using E-glass, high modulus glass and carbon fibers are also available in a wide range of unidirectional, biaxial and triaxial constructions. HiMax™ fabrics have applications throughout the turbine, from the stitched carbon fiber UDs used in the main structural elements, to glass fabrics and hybrids for blade shells and nacelles. There are also specialist applications such as lightweight fabrics for heated leading edge de-icing zones.

PERLON® - The Filament Company presenting will be showcasing PearlTech®, their latest product brand at Techtextil in Frankfurt from 14th – 17th May. PearlTech® is a monofilament which has special particles incorporated into it. The size and shape of the particles is irregular and the material is unrelated to the base polymer.

PearlTech® is currently available in a PET based variant as well as in PA. The particles are added into the polymer melt and evenly distributed over the whole cross-section. These newly acquired properties remain intact throughout the lifetime of the monofilament. The particles incorporated into the polymer matrix protrude slightly from the monofilament surface, giving PearlTech® an interesting optical appearance and a structured surface finish.

PearlTech® provides improved stability against wear, reduces machine power consumption whilst reducing the build-up of dirt on the end product. This is in comparison to standard polymers. The particles have no negative effect on hydrolysis resistance and furthermore offer the possibility to avoid the use of fluoropolymers.

Das Aachener Zentrum für Integrative Leichtbau (AZL) der RWTH Aachen installiert in seinem Technikum eine neue ENGEL-Spritzgießanlage. Die ENGEL Deutschland GmbH, in Kooperation mit dem ENGEL Technologiezentrum für Leichtbau-Composites in Österreich, wird das 2-Komponenten-Spritzgieß-System mit Drehtisch und 17.000 kN Schließkraft im Jahr 2019 in Betrieb nehmen. Dieser Maschinenaufbau ist die Basis für die Weiterentwicklung effizienter Inline-Kombinations-Technologien mit unterschiedlichen Polymerwerkstoffen.

Das ENGEL-Spritzgießsystem ermöglicht die innovative Kombination bereits etablierter Faserverbundkunststoff-Verfahren und die Entwicklung neuer individueller Verfahren. Im Mittelpunkt steht die Steigerung der Ressourceneffizienz in der Leichtbau-Produktion. Mit der neuen Anlage können neue Forschungs- und Entwicklungsinitiativen einen effizienteren Materialeinsatz adressieren, der letztlich der Schlüssel zur Massenproduktion von Leichtbauteilen ist. Der Fokus wird dabei auf Multimaterialsystemen, kontinuierlichen Prozessen und Prozessketten sowie selbstoptimierenden Prozesse liegen.

Dr.-Ing. Michael Emonts, Geschäftsführer des Aachener Zentrums für integrativen Leichtbau (AZL) freut sich darauf, mit dem neuen Spritzgießsystem neue innovative Leichtbauverfahren zu realisieren: „Diese neue Spritzgießanlage bietet uns als Spezialisten für die Leichtbau-Produktionstechnik in Kooperation mit den Spritzgießexperten des Instituts für Kunststoffverarbeitung – dem IKV – die Möglichkeit, Hybridverfahren für industrielle Leichtbau-Anwendungen zu etablieren. Das System wird unseren bestehenden Maschinenpark im AZL-Technikum erweitern und als wichtige Plattform für die Leichtbau-Forschung an der RWTH zur Verfügung stehen."

Als aktive Partnerfirma des AZL-Partnernetzwerks arbeitet ENGEL bereits seit vielen Jahren eng mit dem AZL zusammen. Dr. Stefan Engleder, CEO der ENGEL-Gruppe, betont die Bedeutung dieser engen Zusammenarbeit mit den Technischen Universitäten und insbesondere mit dem AZL: „Das AZL bietet beste Voraussetzungen für industrienahe Forschungsaktivitäten im Bereich Leichtbau-Verbundwerkstoffe, da es sich durch einen starken interdisziplinären Ansatz auszeichnet. Das AZL profitiert von der guten Infrastruktur und der Zusammenarbeit mit namhaften Instituten der RTWH Aachen. ENGEL freut sich auf die Zusammenarbeit mit dem AZL bei der Entwicklung effizienter Leichtbau-Verbundwerkstoff-Massenproduktionsverfahren.“

Das AZL-Technikum umfasst neben den zahlreichen Faserverbund- und Leichtbauanlagen auf dem Campus der RWTH Aachen zusätzliches Großserien-Equipment für die Entwicklung von Verfahren zur Leichtbau-Produktion, wie zum Beispiel eine Composite-Presse der Schuler Pressen GmbH mit 18.000 kN Schließkraft.