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Composites: Batteriedeckel aus SMC Foto: pixabay
12.04.2021

Composites: Batteriedeckel aus SMC

  • 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.

  • 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!

AVK: Elektro-Mobilität bietet große Chancen für den Einsatz von  Composites (c) Volkswagen AG
08.04.2021

AVK: Elektro-Mobilität bietet große Chancen für den Einsatz von Composites

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.

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.
 

Source:

AVK - Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e. V.

JEC GROUP and AVK to launch new Composites Event for the D-A-CH Region
JEC Forum DACH
06.04.2021

JEC FORUM DACH

  •  JEC GROUP and AVK to launch new Composites Event for the D-A-CH Region

JEC Group and AVK, the Federation of Reinforced Plastics e.V. in Germany have joined forces to organize an annual event for the D-A-CH Region, dedicated to all forms of Composites and their applications. The first edition of the JEC Forum DACH, unique in its format and content, will take place in Frankfurt am Main, Germany at Messe Forum, from November 23 to 24, 2021. The event will take place at a different location each year to highlight the dynamics and the variety of the composites industry in the DACH region.

JEC Group is launching the JEC Forum DACH in partnership with AVK. Unique in its format, the event will be rotating to different cities in Germany, Switzerland and Austria  every year. This first edition will take place in Frankfurt am Main, Germany, from November 23 to 24, 2021.

  •  JEC GROUP and AVK to launch new Composites Event for the D-A-CH Region

JEC Group and AVK, the Federation of Reinforced Plastics e.V. in Germany have joined forces to organize an annual event for the D-A-CH Region, dedicated to all forms of Composites and their applications. The first edition of the JEC Forum DACH, unique in its format and content, will take place in Frankfurt am Main, Germany at Messe Forum, from November 23 to 24, 2021. The event will take place at a different location each year to highlight the dynamics and the variety of the composites industry in the DACH region.

JEC Group is launching the JEC Forum DACH in partnership with AVK. Unique in its format, the event will be rotating to different cities in Germany, Switzerland and Austria  every year. This first edition will take place in Frankfurt am Main, Germany, from November 23 to 24, 2021.

JEC Forum DACH will include pre-arranged business meetings between sponsors and attendees as well as sponsors workshops. The event will present exclusive content such as an extensive composites conferences program, the annual AVK market overview — also available via live-streaming technology for remote participants — and, last but not least, the prestigious AVK-JEC Innovation Awards.
The JEC Startup Booster competition will also be introduced in the D-A-CH region for the first time. JEC Forum DACH will also provide a Composites Tour to enable participants to visit key players of the local composites ecosystem on November 25.

This event's primary aim is to support the bustling composites industry in this region and resume business after a challenging, yet complex period of time. The event´s agile format will focus on a different application sector, industry as well as other regional composites-related specifities every year. The final goal is to develop business, to connect and reach out to the local industrial apparatus and its major players such as universities, research and development centers and companies of all sizes in a boosting business and innovation spirit.

Source:

AVK - Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e. V.

18.02.2021

AVK-Innovationspreis 2021 - Ausschreibung startet

  • Die AVK prämiert Innovationen im Bereich Faserverstärkte Kunststoffe (FVK) / Composites

Die AVK - Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e.V. bittet um Bewerbungen zum renommierten AVK Innovationspreis 2021 für den Bereich Faserverstärkte Kunststoffe (FVK) / Composites in folgenden Kategorien:
 
•    Innovative Produkte/Bauteile bzw. Anwendungen
•    Innovative Prozesse bzw. Verfahren
•    Forschung und Wissenschaft
 

  • Die AVK prämiert Innovationen im Bereich Faserverstärkte Kunststoffe (FVK) / Composites

Die AVK - Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e.V. bittet um Bewerbungen zum renommierten AVK Innovationspreis 2021 für den Bereich Faserverstärkte Kunststoffe (FVK) / Composites in folgenden Kategorien:
 
•    Innovative Produkte/Bauteile bzw. Anwendungen
•    Innovative Prozesse bzw. Verfahren
•    Forschung und Wissenschaft
 
Ein Ziel des Innovationspreises ist die Förderung neuer Produkte/Bauteile bzw. Anwendungen aus faserverstärkten Kunststoffen (FVK) sowie die Förderung neuer Verfahren bzw. Prozesse zur Herstellung dieser FVK-Produkte. Ein weiterer Preis geht an Universitäten, Hochschulen und Institute für herausragende wissenschaftliche Arbeiten in Forschung und Wissenschaft. In allen Kategorien wird besonderer Wert auf das Thema „Nachhaltigkeit“ gelegt. Ein wichtiges Ziel ist es, die Innovationen sowie die dahinterstehenden Firmen/Institutionen auszuzeichnen und so die Leistungsfähigkeit der gesamten Composites-Industrie öffentlichkeitswirksam darzustellen. Bewertet werden die Einreichungen von einer hochkarätigen Jury von Experten aus dem Composites-Bereich.
 
Der Einsendeschluss für die Bewerbungsunterlagen ist der 16. April 2021. Nähere Angaben und Bewertungskriterien finden Sie unter: https://www.avk-tv.de/innovationaward.php. Die Preisverleihung findet im Herbst 2021 statt.

Source:

AVK - Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e. V.

13.11.2020

The AVK presents its awards virtually for the first time

The AVK – Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e.V. – has once again announced the winners of its prestigious Innovation Awards. Decided by an expert jury, the awards recognise and honour sustainable innovations in three categories: “Innovative Products/Applications”, “Innovative Processes” and “Research and Science”.

Overview of all the winners in the three categories:

Category “Innovative Products/Applications”
1st Place: “Directly-cooled electric motor with integral lightweight housing made of fibre reinforced polymers - DEmiL” – developed by the Fraunhofer Institute for Chemical Technology ICT, Pfinztal, Germany, in partnership with the Karlsruhe Institute of Technology and Sumitomo Bakelite Co., Ltd.*

2nd Place: “Intrinsically Reprocessable, Repairable and Recyclable (3R) thermoset composites for more Competitive and Sustainable Industries” – developed by cidetec, Donostia-San Sebastian, Spain*

The AVK – Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e.V. – has once again announced the winners of its prestigious Innovation Awards. Decided by an expert jury, the awards recognise and honour sustainable innovations in three categories: “Innovative Products/Applications”, “Innovative Processes” and “Research and Science”.

Overview of all the winners in the three categories:

Category “Innovative Products/Applications”
1st Place: “Directly-cooled electric motor with integral lightweight housing made of fibre reinforced polymers - DEmiL” – developed by the Fraunhofer Institute for Chemical Technology ICT, Pfinztal, Germany, in partnership with the Karlsruhe Institute of Technology and Sumitomo Bakelite Co., Ltd.*

2nd Place: “Intrinsically Reprocessable, Repairable and Recyclable (3R) thermoset composites for more Competitive and Sustainable Industries” – developed by cidetec, Donostia-San Sebastian, Spain*

3rd Place: “Fireproof composite metal hybrid structure – LEO® fire protection sandwich with integrated Hyconnect steel-glass hybrid connector” – developed by SAERTEX GmbH & Co. KG and Hyconnect GmbH.*

Category “Innovative Processes”
1st Place: “Robotised Injection Moulding (ROBIN)” – developed by Robin, Dresden with the Institute for Lightweight Engineering and Polymer Technology at the TU Dresden*

2nd Place: “Omega stringer from the roll” – developed by the German Aerospace Center, Braunschweig*

3rd Place: “Hybrid die-casting – manufacturing of intrinsic CFRP-aluminium composite structures in aluminium high-pressure die-casting” – developed by Faserinstitut Bremen e. V. with Fraunhofer IFAM, Bremen*

Category “Research and Science”:
1st Place: “New high-temperature resistant UP resins and toughening agents” – developed by Münster University of Applied Sciences with BASF SE Global New Business Development, Leibniz Institute for Polymer Research e. V., Saertex multicom GmbH*

2nd Place: “Scientific basis for the industrial application of the thermoplastic resin transfer moulding (T-RTM) process” – developed by Fraunhofer Institute for Chemical Technology ICT, Pfinztal*

3rd Place: “The material- and energy-efficient production of turbine struts by the integrative combination of thermoset fibre reinforced materials” – developed by the Institute of Polymer Technology, University of Erlangen-Nuremberg with the German Aerospace Center, Gubesch Group, Schmidt WFT, Siebenwurst, Raschig.

Award ceremony on the Internet for the first time
For the first time, due to the Covid-19 pandemic, the award ceremony took place as an online event on 12 November 2020. Many of the award winners’ innovations will be presented again in this year’s AVK Innovation Award brochure. This will be available online: https://www.avk-tv.de/innovationaward.php

 

*Please see attached document for more information.

 

Source:

AVK – Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e.V

(c) AZL Aachen GmbH
28.01.2020

AZL and IKV launch common project

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.

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.

The lucky winner with the certificate, from left to right: Professor Jens Ridzewski (AVK), Sven Schöfer (ITA), Dr Rudolf Kleinholz (AVK) (c) Reed Exhibitions, Oliver Wachenfeld
The lucky winner with the certificate, from left to right: Professor Jens Ridzewski (AVK), Sven Schöfer (ITA), Dr Rudolf Kleinholz (AVK)
17.09.2019

ITA is AVK innovation prize winner 2019 in the category "Research and Science”

  • Reduction of material usage by up to 50 percent through innovative draping strategy in the production of fibre composite materials

In fibre reinforced plastic (FRP) production, stamp forming is one of the most economical processes for automated large-scale production, e.g. in the BMW i-series. However, the current processes are susceptible to draping errors and a high proportion of waste. An innovative process developed at the Institut für Textiltechnik of RWTH Aachen University, short ITA, can now significantly reduce the scrap rate and reduce the waste rate of high-priced reinforcing textiles, such as carbon fibre textiles, by up to 50 percent. Sven Schöfer from ITA achieved this effect with his work "Development of a textile-based material feed to increase the preform quality during stamp forming of reinforcing layers". On 10 September 2019, he won the third AVK Innovation Prize in the "Research and Science" category at Composite Europe in Stuttgart, Germany.

  • Reduction of material usage by up to 50 percent through innovative draping strategy in the production of fibre composite materials

In fibre reinforced plastic (FRP) production, stamp forming is one of the most economical processes for automated large-scale production, e.g. in the BMW i-series. However, the current processes are susceptible to draping errors and a high proportion of waste. An innovative process developed at the Institut für Textiltechnik of RWTH Aachen University, short ITA, can now significantly reduce the scrap rate and reduce the waste rate of high-priced reinforcing textiles, such as carbon fibre textiles, by up to 50 percent. Sven Schöfer from ITA achieved this effect with his work "Development of a textile-based material feed to increase the preform quality during stamp forming of reinforcing layers". On 10 September 2019, he won the third AVK Innovation Prize in the "Research and Science" category at Composite Europe in Stuttgart, Germany.

Current process
In stamp forming, clamping grippers are usually used in industry to feed the stacked individual layers to the forming process and position them on the lower tool via a clamping frame or hold-down device. Due to the clamping grippers, the cutting proportion of cost-intensive reinforcing textiles is high, as additional material at the textile edge is necessary with clamping systems. Other approaches to feeding the reinforcing semi-finished product during forming and simultaneously improving the draping quality are also not economical: they are usually only designed for certain textile cuts, cannot be automated, are prone to errors or are expensive special solutions.

There is currently no system in the industry that can apply retention forces along a final contour with low waste and remains flexible in terms of geometry.

Innovative approach of Sven Schöfer
The innovative process developed by Sven Schöfer works with a detachable textile joint, a so-called tufting seam. It allows the single layers to slide off during the forming process under a retention force dependent on the seam design.

This reduces or completely eliminates draping errors in previously critical areas, even with complex preform geometries. This leads to a significant increase in preform quality and a reduction in scrap rates. The process is also highly efficient, as tensile forces can be applied to any component geometry on near-net-shape blanks. This reduces the material input by up to 50 percent.

Source:

ITA – Institut für Textiltechnik

Foto: ITM, TU Dresden, Mirko Krizwon
11.09.2019

Entwicklung der Technischen Universitäten Dresden und Clausthal mit dem AVK Innovationspreis 2019 geehrt

Gemeinsame Entwicklung von Textil- und Kunststofftechnikern aus den Technischen Universitäten Dresden und Clausthal mit dem AVK Innovationspreis 2019 in der Kategorie „Forschung/Wissenschaft“ geehrt

Am 10. September 2019 wurden im Rahmen der Composite Europe 2019 in Stuttgart die AVK-Innovationspreise 2019 verliehen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Institutes für Polymerwerkstoffe und Kunststofftechnik (PuK) der TU Claustahl und des Institutes für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden erhielten für ihre gemeinsame „Entwicklung eines simulationsgestützten Verfahrens zur schnellen Imprägnierung großer und komplexer Strukturen auf Basis neuartiger textiler Halbzeuge mit integrierten temporären Strömungskanälen“ den AVK-Preis in der Kategorie „Forschung/Wissenschaft“.

Gemeinsame Entwicklung von Textil- und Kunststofftechnikern aus den Technischen Universitäten Dresden und Clausthal mit dem AVK Innovationspreis 2019 in der Kategorie „Forschung/Wissenschaft“ geehrt

Am 10. September 2019 wurden im Rahmen der Composite Europe 2019 in Stuttgart die AVK-Innovationspreise 2019 verliehen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Institutes für Polymerwerkstoffe und Kunststofftechnik (PuK) der TU Claustahl und des Institutes für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden erhielten für ihre gemeinsame „Entwicklung eines simulationsgestützten Verfahrens zur schnellen Imprägnierung großer und komplexer Strukturen auf Basis neuartiger textiler Halbzeuge mit integrierten temporären Strömungskanälen“ den AVK-Preis in der Kategorie „Forschung/Wissenschaft“.

Dr.-Ing. Dilmurat Abliz, Dr.-Ing. Amke Eggers, Prof. Dr.-Ing. Gerhard Ziegmann und Prof. D.-Ing. Dieter Meiners vom PuK der TU Clausthal sowie Dipl.-Ing. David Hoffmann, Dr.-Ing. Wolfgang Trümper und Prof. Dr.-Ing. Chokri Cherif vom ITM der TU Dresden gehören zum Preisträgerteam und nahmen die in der Fachwelt hoch angesehene Auszeichnung dankend entgegen.

More information:
TU Dresden ITM AVK
Source:

TU Dresden