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16.02.2024

Composites-Industrie: Priorität für Technologietransfer-Programm Leichtbau des BMWK

Mit großer Sorge habe die Composites-Industrie feststellen müssen, dass das Technologietransfer-Programm Leichtbau des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) den Einsparzwängen des Bundeshaushalts zum Opfer gefallen sei. Dabei sei der Leichtbau als Schlüsseltechnologie für Deutschland im Koalitionsvertrag der Bundesregierung verankert und durch deren dann folgende Leichtbau-Strategie manifestiert gewesen. Wenn der Klimaschutz ein ernst gemeintes Anliegen der Bundesregierung sei, müsse das Technologietransfer-Programm Leichtbau weiter gefördert werden, so Composites Germany in seiner jüngsten Pressemitteilung.

Mit großer Sorge habe die Composites-Industrie feststellen müssen, dass das Technologietransfer-Programm Leichtbau des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) den Einsparzwängen des Bundeshaushalts zum Opfer gefallen sei. Dabei sei der Leichtbau als Schlüsseltechnologie für Deutschland im Koalitionsvertrag der Bundesregierung verankert und durch deren dann folgende Leichtbau-Strategie manifestiert gewesen. Wenn der Klimaschutz ein ernst gemeintes Anliegen der Bundesregierung sei, müsse das Technologietransfer-Programm Leichtbau weiter gefördert werden, so Composites Germany in seiner jüngsten Pressemitteilung.

Ohne Leichtbau werde es keinen ausreichenden Klimaschutz geben. Ein konkretes Beispiel: 70 % der Treibhausgasemissionen stammen aus der Nutzung von fossilen Rohstoffen wie Erdgas, Erdöl und Kohle, um hauptsächlich Energie zu gewinnen. Daher ist die Transformation in Richtung Erneuerbare Energiegewinnung z. B. durch Windenergie und grünen Wasserstoff von entscheidender Bedeutung für den Erfolg des European Green Deal. Beide Technologien sind ohne Leichtbau nicht umsetzbar: Windenergieanlagen nutzen den multimaterialen Leichtbau mit GFK, CFK, Holz und Metallen und die Lagerung des Wasserstoffs erfolgt in CFK-Behältern.

Durch den Leichtbau als Schlüsseltechnologie lassen sich sowohl Materialien in der Produktion sparen als auch Energie bei der späteren Nutzung der Produkte. Branchen wie unter anderem das Bauwesen, der Maschinenbau und auch der Schiffbau – aber auch generell der Transportsektor - können davon stark profitieren.

Mit dem Technologietransferprogramm Leichtbau (TTP LB) hatte das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) eine wichtige Unterstützung für eine erfolgreiche Transformation der in diesem Bereich tätigen Unternehmen geschaffen. Es war Innovations- und Transfertreiber für Energie- und Ressourceneffizienz und mitentscheidend für die Erreichung unserer ambitionierten Klimaschutzziele.
Auf europäischer Ebene hat die Composites-Industrie über das vom BMWK ins Leben gerufene European Lightweighting Network (ELN) Werbung für eine europäische Leichtbaustrategie gemacht und viele europäische Partner gefunden. Auch diese Initiative sei durch den Ausfall einer deutschen Unterstützung in Frage gestellt.

Die Unternehmen in Deutschland und insbesondere der Mittelstand stehen in einem internationalen Wettbewerb, den sie nur durch innovative und leistungsfähigere Produkte standhalten können, die im Sinne des Klimaschutzes nachhaltig zu gestalten sind. Wettbewerbsdruck entstünde insbesondere seitens der USA und China, die hohe Subventionen dafür bereitstellen.

Als Branchenvertreter appelliert der Verband an die Politik, sich wieder für das TTP LB und dessen Finanzierung im geplanten Umfang einzusetzen. Auch insbesondere für mittelständische Unternehmen und Startups müsse das Programm für deren Wettbewerbsfähigkeit und damit zur Sicherung und Schaffung zukunftssicherer Arbeitsplätze wiederbelebt werden, um auch zum Erhalt des Wohlstands in Deutschland beizutragen.

Source:

Composites Germany

30.12.2022

Composites United declares membership in Composites Germany

Society and the economy are facing existential challenges. In addition to the consequences of climate change, these include the realisation that energy and many resources are no longer available in the usual quantities, so that their efficiency must be significantly increased in the short term. Lightweight construction, especially with fibre composite materials, can and will make an important contribution here, e.g. in wind power plants or hydrogen storage systems. As an umbrella organisation, Composites Germany represents the capabilities and interests of the German fibre composite industry. With the re-entry of Composites United, Composites Germany will combine the forces of the two leading composites networks in Germany and its position will be significantly strengthened. Changed framework conditions make the re-entry possible and necessary.

Society and the economy are facing existential challenges. In addition to the consequences of climate change, these include the realisation that energy and many resources are no longer available in the usual quantities, so that their efficiency must be significantly increased in the short term. Lightweight construction, especially with fibre composite materials, can and will make an important contribution here, e.g. in wind power plants or hydrogen storage systems. As an umbrella organisation, Composites Germany represents the capabilities and interests of the German fibre composite industry. With the re-entry of Composites United, Composites Germany will combine the forces of the two leading composites networks in Germany and its position will be significantly strengthened. Changed framework conditions make the re-entry possible and necessary.

VDMA and Leichtbau BW will continue to support the work of Composites Germany as associate members and contribute the know-how of their members. Together, the organisations will promote sustainable lightweight construction as a key technology for Germany, focusing on composites materials, says Prof. Klaus Drechsler of Composites United, one of the two board members of Composites Germany. As a network and mouthpiece of the composites industry, Composites Germany bundles the interests of its members. The aim is to continuously expand activities, promote innovations and technologies, develop new markets and new value chains, and anchor training and further education, adds his board colleague Dr Michael Effing of AVK. The agreement was concluded on 29 November 2022 during the JEC Forum DACH in Augsburg, where both associations were cooperation partners of the event.

Source:

Composites Germany

(c) Composites Germany
Composites Index: current general business situation
04.02.2022

Composites Germany: Results of the 18th Composites Market Survey

  • Assessment of current business situation positive
  • Future expectations subdued
  • Investment climate friendly
  • Varied expectations for application industries
  • GRP is still a growth driver
  • Composites Index is now positive

This is the 18th time that Composites Germany has identified the latest performance indicators for the fibre-reinforced plastics market. The survey covered all the member companies of the three major umbrella organisations of Composites Germany: AVK, Leichtbau Baden-Württemberg and the VDMA Working Group on Hybrid Lightweight Construction Technologies.
As before, to ensure a smooth comparison with the previous surveys, the questions in this half-yearly survey have been left unchanged. Once again, the data obtained in the survey is largely qualitative and relates to current and future market developments.

You can read more about it in the attached document.

  • Assessment of current business situation positive
  • Future expectations subdued
  • Investment climate friendly
  • Varied expectations for application industries
  • GRP is still a growth driver
  • Composites Index is now positive

This is the 18th time that Composites Germany has identified the latest performance indicators for the fibre-reinforced plastics market. The survey covered all the member companies of the three major umbrella organisations of Composites Germany: AVK, Leichtbau Baden-Württemberg and the VDMA Working Group on Hybrid Lightweight Construction Technologies.
As before, to ensure a smooth comparison with the previous surveys, the questions in this half-yearly survey have been left unchanged. Once again, the data obtained in the survey is largely qualitative and relates to current and future market developments.

You can read more about it in the attached document.

Source:

Composites Germany / AVK-TV GmbH

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!

(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.