From the Sector

In the AZL Workgroup "High-Performance SMC", a project was developed in cooperation with M-Base, the IKV and the AZL partner network for the efficient and standardized provision of engineering data for SMC. Within the scope of the project, companies can participate in the definition of the required characteristic material data, the guidelines for the production of test specimens and the test specifications.
Sheet Moulding Compounds (SMC) are used in various application areas such as vehicles, electronics, construction and infrastructure.

Driven by the requirements to reduce the production costs of lightweight components, a new generation of SMC components with high mechanical properties is of highest relevance. SMC offers enormous potential to realize structural components with good lightweight characteristics at significantly reduced costs compared to conventional continuous fiber-reinforced components.
In order to further establish SMC in broad industrial applications companies participating within the AZL Workgroup recognized the value of a data bank for data harmonization of SMC to provide the possibility of easily finding the right material with its characteristics for the needed specific requirements.

“The segment of SMC is with 250,000 tons production per year the largest composites market in Europe. I am very pleased that we start now with the project of data harmonization along the complete value chain. The goal is to have a similar data base as already established by Campus® for thermoplastics and thermoplastic composites. Only with a reliable set data we can convince the engineering experts to use SMC in a larger variety of applications,” says Dr. Michael Effing, Chairman of the Board of AVK and Composites Germany.

As of right now a databank for engineered thermoplastic materials (by Campus®) already exists and is offering an immense value.
Under the lead of M-Base, Dr. CEO Erwin Baur who has successfully established the CAMPUS database, the AZL, IKV and companies along the value chain of long fibre reinforced SMC initiated to build a CAMPUS-compatible data structure and material characterization methodology during the High-Performance SMC Workgroup Meetings.

Am 11. April 2019 öffneten die 9 Partnerinstitute des AZL die Türen ihrer Maschinenhallen und Forschungslabore, um vor Ort umfassende Einblicke in ihre Forschungs- und Entwicklungskapazitäten im Bereich Leichtbau-Produktion und Verbundwerkstoffen auf dem RWTH Aachen Campus zu bieten. Als besonderes Highlight dieses Jahr präsentierte das AZL die selbstoptimierende Prozesskette "i-Composite 4.0": Fasersprühen - Trockenfaserplatzierung - adaptives RTM sowie AZL´s neue Proto-typ-Maschinenentwicklung "Ultra-Fast Consolidator Machine" für die hochproduktive und flexible Verarbeitung von thermoplastischen Bändern mit In-situ-Konsolidierung (Gewinner des JEC World Innovation Award 2019).

Mehr als 100 Teilnehmer aus externen Unternehmen sowie aus dem AZL-Netzwerk hatten die Möglichkeit, sich über die neuesten Technologien und Ausrüstungen der Leichtbau-Produktion zu informieren, die nutz-bringende Infrastruktur auf dem Campus kennenzulernen und sich mit international vertretenen Unterneh-men der gesamten Leichtbau-Wertschöpfungskette zu vernetzen, indem sie an fünf Führungen zu den Leichtbauminstituten teilnahmen.

Das AZL bündelte Inhalte im Bereich Textilien (ITA), Kunststoff- und Verbundstoffmaterialien (IKV), Produk-tionstechnologie (WZL, IPT, ILT und ISF), Qualitätssicherung und Produktions-integrierte Messtechnologie (WZL), Leichtbau-Design (SLA), Automobilproduktion (IKA) sowie Multi-Material-Systeme und Prozessin-tegration (AZL).

Einmal im Jahr bietet das AZL durch den Open Day einen exklusiven und in der Breite einmaligen Einblick in die F&E-Kapazitäten der Institute im Bereich Leichtbau und Composite Technologien auf dem Campus der RWTH Aachen. In fußläufiger Entfernung arbeiten auf einer der größten Forschungslandschaften Euro-pas Forscher und Studenten aus 9 Instituten an neuesten Technologien zur kosteneffizienten Entwicklung und Produktion von Leichtbauteilen. Die Forschung unter enger Einbeziehung von Industrieunternehmen deckt die gesamte Wertschöpfungskette von der Faserherstellung über die Werkstoff- und Verarbeitungs-technik bis zur Qualitätssicherung und die Komponentenerprobung ab.

What does the furniture market look like and what potential composites offer for the furniture of today and tomorrow? The AZL is investigating this question together with companies from the composite and furniture industry. The result will be an overview of the current market and the materials used to date as well as an outlook on future mass applications for fiber-reinforced plastics (FRP). The study is open to interested companies and starts with a kick-off meeting at Composites Europe in Stuttgart on November 7th, 2018.

Furniture, its design and function have undergone major changes in recent decades: From robust lifelong companions to trend-setting models, from handmade one-of-a-kind pieces to mass products, from storage objects to multi-functional and “smart” all-rounders. This goes along with an increased diversity in terms of design and the materials used – and high potential for composites that offer additional design freedom and exceptional mechanical properties at low weight.

Study provides overview of furniture market and unique selling points of composites
In order to systematically identify the potential of fiber-reinforced composites and to use them in future furniture applications, the AZL is starting a study together with companies from the furniture and composite industry. Within four and a half months the market for furniture will be segmented, design and technology trends will be identified and the technical requirements for furniture and furniture components will be broken down to identify applications with high potential for composites. The overall goal is to understand the selection process and needs of the furniture designer in order to bring composites to the market as a targeted alternative to conventional materials.

Virginia Bozsak, Technical Manager Composites at ARKEMA Innovative Chemistry is participating in the study: “The ever-growing population number requires environmentally friendly material and a solution for the end of life treatment to recollect and reuse materials. For fast changing markets such as the furniture market, these materials also need to offer an enormous freedom of design. Arkema already answers this demand with the only liquid thermoplastic resin Elium® used as a thermoset resin to produce composite structural or aesthetical parts. With the joint study, we aim to identify specific applications in the furniture market to make use of material which is not limiting creativity or design specifications but rather enabling the future to be revolutionized.”

Im Juni 2017 startet die AZL Aachen GmbH in Kooperation mit dem Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen eine Konsortialstudie zu Hochleistungs-SMC. Ziel ist es, den Einsatz einer neuen Generation von SMC-Werkstoffen in der industriellen Anwendung voranzutreiben. Firmen entlang der gesamten SMC-Wertschöpfungskette sowie Firmen mit einem Interesse am SMC-Markt sind eingeladen, an der Studie teilzunehmen.

SMC (Sheet Molding Compound) ist seit Jahren die erste Wahl, um Metallkomponenten zu ersetzen. Um zusätzliche Gewichtseinsparungen sowie eine Reduktion der CO2-Emissionen zu erzielen, wird jedoch eine neue Generation von High-Performance-SMC (HP-SMC) notwendig, die aus kurzen oder kontinuierlichen faserverstärkten Systemen mit entweder Karbon- oder Glasfasern und speziellen Harzmassen besteht. Die SMC-Hochleistungsvariante zeichnet sich durch einen hohe Anzahl an Wechselwirkungen zwischen Material und Prozess aus, die Herausforderung und Chance zugleich sind.
Die konsortiale Markt- und Technologiestudie zu High-Performance SMC ( www.lightweight-production.com/go/hp-smc-study ) des AZL und IKV zielt darauf ab, das Verständnis dieser Wechselwirkungen zu weiten, indem detailliertes Wissen zu SMC-Anwendungen und -Technologie, zentralen Herausforderungen und technologischen Lösung zur Etablierung einer neuen SMC-Generation geboten wird. Dieses Wissen bietet die Basis, um Design-Richtlinien auszuarbeiten, zielgerichtete Entwicklung voranzutreiben und neue Geschäftsmöglichkeiten zu eröffnen.