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Prof. Dr Tae Jin Kang (Seoul National University), Dr Musa Akdere (CarboScreen), Dr Christian P. Schindler (ITMF), from left to right. Source: ITMF
Prof. Dr Tae Jin Kang (Seoul National University), Dr Musa Akdere (CarboScreen), Dr Christian P. Schindler (ITMF), from left to right.
01.12.2023

Faster and cheaper carbon fibre production with CarboScreen

Faster and more cost-effective carbon fibre production - the technology of the start-up CarboScreen comes a good deal closer to this dream. The founders Dr. Musa Akdere, Felix Pohlkemper and Tim Röding from the Institut für Textiltechnik (ITA) of RWTH Aachen University are using sensor technology to monitor carbon fibre production, thereby doubling the production speed from the current 15 to 30 m/min in the medium term and increasing turnover by up to €37.5 million per year and system. This ground-breaking development also impressed the jury at the ITMF at their Annual Conference in Keqiao, China, and was honoured with the ITMF StartUp Award 2023 on 6 November 2023.

Dr. Musa Akdere accepted the award on behalf of the CarboScreen founding team.

Carbon fibres can only develop their full potential if they are not damaged during production and further processing. Two types of fibre damage occur more frequently during fibre production: Superficial or mechanical damage to the fibres or damage to the chemical structure.

Faster and more cost-effective carbon fibre production - the technology of the start-up CarboScreen comes a good deal closer to this dream. The founders Dr. Musa Akdere, Felix Pohlkemper and Tim Röding from the Institut für Textiltechnik (ITA) of RWTH Aachen University are using sensor technology to monitor carbon fibre production, thereby doubling the production speed from the current 15 to 30 m/min in the medium term and increasing turnover by up to €37.5 million per year and system. This ground-breaking development also impressed the jury at the ITMF at their Annual Conference in Keqiao, China, and was honoured with the ITMF StartUp Award 2023 on 6 November 2023.

Dr. Musa Akdere accepted the award on behalf of the CarboScreen founding team.

Carbon fibres can only develop their full potential if they are not damaged during production and further processing. Two types of fibre damage occur more frequently during fibre production: Superficial or mechanical damage to the fibres or damage to the chemical structure.

Both types of damage cannot be optimally detected by current means or only become apparent after production, to name just two examples. This leads to higher production costs. In an emergency, faulty production can even lead to plant fires. For this reason, and to ensure good production quality, the system is run at 15 m/min below its production capacity for safety reasons. However, 30 m/min or more would be possible. With the sensor-based online monitoring of CarboScreen, the production capacity can be doubled to 30 /min. This would lead to higher production, resulting in lower manufacturing costs and wider use of carbon fibres in mass markets such as automotive, aerospace and wind energy.

More information:
carbon fibers sensors Startup
Source:

ITA – Institut für Textiltechnik of RWTH Aachen University
 

Gerhard Lettl (AVK Board Member, C.F. Maier Europlast GmbH & Co. KG), Felix Pohlmeyer (ITA), Prof. Dr Jens Ridzewski (AVK Board Member, IMA Materialforschung und Anwendungstechnik GmbH), Tim Röding (ITA), from left to right © AVK
Gerhard Lettl (AVK Board Member, C.F. Maier Europlast GmbH & Co. KG), Felix Pohlmeyer (ITA), Prof. Dr Jens Ridzewski (AVK Board Member, IMA Materialforschung und Anwendungstechnik GmbH), Tim Röding (ITA), from left to right
23.11.2023

CarboScreen: Sensor monitoring for complex carbon fibre production

Felix Pohlkemper and Tim Röding from Institut für Textiltechnik (ITA) of RWTH Aachen University are developing a technology with their start-up CarboScreen GmbH that makes complex carbon fibre production controllable through sensor monitoring. With the help of CarboScreen technology, it should be possible to double the production speed from the current 15 m/min to 30 m/min in the medium term. The doubling of production speed alone could result in an increase in turnover of up to €37.5 million per year and production plant. Felix Pohlkemper and Tim Röding were awarded third place in the AVK Innovation Award 2023 in the Processes and Procedures category for this ground-breaking development. The award ceremony took place during the JEC Roof Forum in Salzburg, Austria.

Felix Pohlkemper and Tim Röding from Institut für Textiltechnik (ITA) of RWTH Aachen University are developing a technology with their start-up CarboScreen GmbH that makes complex carbon fibre production controllable through sensor monitoring. With the help of CarboScreen technology, it should be possible to double the production speed from the current 15 m/min to 30 m/min in the medium term. The doubling of production speed alone could result in an increase in turnover of up to €37.5 million per year and production plant. Felix Pohlkemper and Tim Röding were awarded third place in the AVK Innovation Award 2023 in the Processes and Procedures category for this ground-breaking development. The award ceremony took place during the JEC Roof Forum in Salzburg, Austria.

The production of carbon fibres is highly complex. In the current state of the art, however, the manufacturing process is only monitored manually by semi-skilled workers. However, even minimal fibre damage during production leads to a reduction in the quality of the carbon fibre. In extreme cases, it can also lead to plant fires. To ensure production quality, the production speed is currently limited to a maximum of 15 m/min. In fact, the production speed of the systems could be higher. The sensor-based online monitoring of Carbo-Screen makes it possible to increase the production speed to 30 m/min in the medium term. As a result of the increased production volume per system, the specific production costs of the carbon fibre are reduced, which can result in lower prices.

A reduced sales price would make it possible to use carbon fibres and their composite materials even more widely in traditional markets such as aerospace technology and wind energy, as well as for mass production in the automotive industry.

The CarboScreen online monitoring system is currently being developed for industrial use. It is to be validated at an industrial plant in 2024. CarboScreen GmbH was founded as part of EXIST funding and offers AI-supported sensor systems for carbon fibre production. The sensor technology continuously monitors the fibre throughout the entire production process. Deviations are detected automatically.

The winners of the AVK Innovation Award are honoured annually by the AVK Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe. Companies, institutes and their partners are honoured in three categories: products and applications, processes and procedures, and research and science.

Professor Dr Thomas Gries with the award winner Flávio André Marter Diniz Hanns-Voith-Stiftung, Oliver Voge
Professor Dr Thomas Gries with the award winner Flávio André Marter Diniz
11.07.2023

Future cost reduction through ultra-thin PE carbon fibres

  • ITA Master's graduate wins Hanns Voith Foundation Award 2023

In his Master's thesis, Flávio André Marter Diniz, a graduate of the Institut für Textiltechnik of RWTH Aachen University (ITA), developed ultra-thin polyethylene (PE) carbon fibres with a filament diameter 2-3 times smaller than usual. In addition, the use of PE-based precursors will make it possible to reduce the price of carbon fibres by 50 per cent in the future, thus opening up a wide range of other possible applications in key industries such as wind power, aerospace and automotive. For this groundbreaking development, Marter Diniz was awarded the Hanns Voith Prize with the Hanns Voith Foundation Award in the category "New Materials". The prize is endowed with € 5,000 in prize money.

Flávio André Marter Diniz won the prize in the category "New Materials" for his master thesis entitled "Investigation of the stabilisation and carbonisation process for the production of ultra-thin polyethylene-based carbon fibres".

  • ITA Master's graduate wins Hanns Voith Foundation Award 2023

In his Master's thesis, Flávio André Marter Diniz, a graduate of the Institut für Textiltechnik of RWTH Aachen University (ITA), developed ultra-thin polyethylene (PE) carbon fibres with a filament diameter 2-3 times smaller than usual. In addition, the use of PE-based precursors will make it possible to reduce the price of carbon fibres by 50 per cent in the future, thus opening up a wide range of other possible applications in key industries such as wind power, aerospace and automotive. For this groundbreaking development, Marter Diniz was awarded the Hanns Voith Prize with the Hanns Voith Foundation Award in the category "New Materials". The prize is endowed with € 5,000 in prize money.

Flávio André Marter Diniz won the prize in the category "New Materials" for his master thesis entitled "Investigation of the stabilisation and carbonisation process for the production of ultra-thin polyethylene-based carbon fibres".

The use of carbon fibres in highly stressed lightweight construction solutions, such as today's growth applications of wind turbines or pressure tanks, has become indispensable due to their excellent mechanical properties and low density. High manufacturing costs of conventional PAN precursor-based carbon fibres make the material very cost-intensive. In addition, it is not sufficiently available. New manufacturing approaches that develop alternative raw materials and manufacturing processes can be a key and growth engine for further industrial composites applications.

The aim of the work was to develop a new and cost-effective manufacturing process for high-quality ultra-thin carbon fibres using a polyethylene precursor. For this purpose, the sulphonisation process, which is time-consuming today, was to be significantly shortened. As a result, Mr. Marter Diniz produced novel ultra-thin polyethylenebased carbon fibres with a filament diameter < 3 μm with an excellent surface quality of the fibres without detectable structural defects. The fibre diameter is 2-3 times smaller than that of conventional PANbased CF. This provides the basis for mechanically high-quality material properties. At the same time, Mr. Marter Diniz was able to reduce the sulphonisation time by 25 percent. The developed material and technology set important milestones on the way to cheaper carbon fibres. With PE-based precursors, the price of CF can be reduced by 50 percent compared to conventional PAN-based CF.  

A total of five other young scientists were awarded in six categories (Drive Technology, Innovation & Technology/Artificial Intelligence, New Materials, Paper, Hydropower and Economic Sciences. This year, for the 10th time, the Hanns Voith Foundation awarded the Hanns Voith Prize to outstanding young scientists.

Source:

ITA Institut für Textiltechnik of RWTH Aachen University

Aus Wasser gesponnene Lignin-Präkursorfasern, stabilisierte und carbonisierte Endlosfasern. Foto: DITF
Aus Wasser gesponnene Lignin-Präkursorfasern, stabilisierte und carbonisierte Endlosfasern.
13.03.2023

Neues Verfahren: Carbonfasern aus Lignin

Ein neuartiges, ebenso umweltfreundliches wie kostensparendes Verfahren zur Herstellung von Carbonfasern aus Lignin ist an den DITF entwickelt worden. Es zeichnet sich durch hohes Energiesparpotential aus. Die Vermeidung von Lösungsmitteln und die Nutzung natürlicher Rohstoffe machen das Verfahren umweltfreundlich.

Carbonfasern werden im industriellen Maßstab gewöhnlich aus Polyacrylnitril (PAN) hergestellt. Die Stabilisierung und die Carbonisierung der Fasern geschieht dabei mit langer Verweildauer in hochtemperierten Öfen. Das erfordert viel Energie und macht die Fasern teuer. Dabei entstehen giftige Nebenprodukte, die aufwendig und energieintensiv aus dem Herstellungsprozess abgetrennt werden müssen.

Ein neuartiges, ebenso umweltfreundliches wie kostensparendes Verfahren zur Herstellung von Carbonfasern aus Lignin ist an den DITF entwickelt worden. Es zeichnet sich durch hohes Energiesparpotential aus. Die Vermeidung von Lösungsmitteln und die Nutzung natürlicher Rohstoffe machen das Verfahren umweltfreundlich.

Carbonfasern werden im industriellen Maßstab gewöhnlich aus Polyacrylnitril (PAN) hergestellt. Die Stabilisierung und die Carbonisierung der Fasern geschieht dabei mit langer Verweildauer in hochtemperierten Öfen. Das erfordert viel Energie und macht die Fasern teuer. Dabei entstehen giftige Nebenprodukte, die aufwendig und energieintensiv aus dem Herstellungsprozess abgetrennt werden müssen.

Ein neuartiges, an den DITF entwickeltes Verfahren ermöglicht hohe Energieeinsparungen in all diesen Prozessschritten. Lignin ersetzt dabei das Polyacrylnitril für die Herstellung der Präkursorfasern, die in einem zweiten Prozessschritt zu Carbonfasern umgewandelt werden. Lignin als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Carbonfasern hat bisher kaum Beachtung in der industriellen Fertigung gefunden. Lignin ist ein günstiger und in großen Mengen verfügbarer Rohstoff, der als Abfallprodukt in der Papierproduktion anfällt.

Im neuen Verfahren zur Herstellung von Ligninfasern wird zuerst Holz in seine Bestandteile Lignin und Cellulose getrennt. Ein Sulfit-Aufschluss ermöglicht die Erzeugung von Lignosulfonat, das in Wasser gelöst wird. Die wässrige Lösung von Lignin ist das Ausgangsmaterial für das Spinnen der Fasern.
Der Spinnprozess selbst erfolgt im sogenannten Trockenspinnverfahren. Dabei presst ein Extruder die Spinnmasse durch eine Düse in einen beheizten Spinnschacht. Die entstehenden Endlosfasern trocknen im Spinnschacht schnell und gleichmäßig. Das Verfahren benötigt weder Lösungsmittel noch giftige Additiven.

Die anschließenden Schritte zur Herstellung von Carbonfasern - die Stabilisierung in Heißluft und die anschließende Carbonisierung im Hochtemperaturofen - ähneln denen des üblichen Prozesses bei Verwendung von PAN als Präkursorfaser. Allerdings lassen sich die Ligninfasern im Ofen besonders schnell mit Heißluft stabilisieren und benötigen nur relativ niedrige Temperaturen in der Carbonisierung. Die Energieersparnis in diesen Prozessschritten gegenüber PAN liegt bei rund 50% und bedeutet einen echten Wettbewerbsvorteil.

Aus Wasser gesponnene Ligninfasern bieten Vorteile
Neben der umweltfreundlichen, da lösemittelfreien Herstellung, und der Energieeffizienz bietet das neue Verfahren weitere Vorteile gegenüber PAN: Lignin ist ein überaus günstiger und leicht verfügbarer Rohstoff, der aus Holz gewonnen wird. Die Verwendung eines natürlichen Rohstoffes für die Erzeugung von hochfesten Carbonfasern folgt dem Nachhaltigkeitsgedanken in der Produktion.

Der Trockenspinnprozess erlaubt hohe Spinngeschwindigkeiten. Hierdurch wird in kürzerer Zeit deutlich mehr Material produziert, als es mit PAN-Fasern möglich ist. Das ist ein weiterer Wettbewerbsvorteil, der dennoch keine Kompromisse an die Qualität der Lignin-Präkursorfasern zulässt: Diese sind äußerst homogen, haben glatte Oberflächen und keine Verklebungen. Solche strukturellen Merkmale erleichtern die Weiterverarbeitung zu Carbonfasern und letztlich auch zu Faserverbundwerkstoffen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die in dem neuen Spinnverfahren gewonnenen Präkursorfasern aus Lignin gegenüber PAN deutliche Vorteile in der Kosteneffizienz und in ihrer Umweltverträglichkeit zeigen. Die mechanischen Eigenschaften der aus ihnen hergestellten Carbonfasern sind hingegen nahezu vergleichbar – sie sind ebenso zugfest, widerstandsfähig und leicht, wie es von marktgängigen Produkten bekannt ist.

Besonders interessant dürften Carbonfasern aus Wasser gesponnenen Ligninfasern für Anwendungen in der Bau- und Automobilbranche sein, die von Kostensenkungen im Produktionsprozess in hohem Maße profitieren.

Source:

DITF

Photo VDMA
12.12.2022

Young Talent Award for AI supported production control of carbon fibres

  • Formula 1 cars will be cheaper in future

Carbon is the stuff Formula 1 cars are made of, at least the bodywork. But until now, carbon has been expensive. It can be produced more cheaply and efficiently if artificial intelligence monitors the production processes. A camera system combined with artificial intelligence automatically detects defects in the production of carbon fibres. This makes expensive manual inspection of the carbon fibres obsolete and the production price of the carbon fibre can be reduced in the long term.

For this idea, the young engineer Deniz Sinan Yesilyurt received the second prize of the "Digitalisation in Mechanical Engineering" Young Talent Award on 6 December.

  • Formula 1 cars will be cheaper in future

Carbon is the stuff Formula 1 cars are made of, at least the bodywork. But until now, carbon has been expensive. It can be produced more cheaply and efficiently if artificial intelligence monitors the production processes. A camera system combined with artificial intelligence automatically detects defects in the production of carbon fibres. This makes expensive manual inspection of the carbon fibres obsolete and the production price of the carbon fibre can be reduced in the long term.

For this idea, the young engineer Deniz Sinan Yesilyurt received the second prize of the "Digitalisation in Mechanical Engineering" Young Talent Award on 6 December.

Carbon fibres are sought after because of their good properties. They are very light - they weigh up to 50 percent less than aluminium. The combination of low weight and good mechanical properties offers many advantages. Especially in times of the energy transition, lightweight materials like carbon are more relevant than ever before. At the same time, carbon fibres are as resistant to external stresses as metals. However, achieving these good properties of carbon fibres is very complex.


Up to 300 individual fibre strands - bundles of individual fibres - have to be monitored simultaneously during production. If carbon fibres tear, it costs time and money to sort out the damaged fibres. This is just one example of various defects that can occur in the fibres during production.


Therefore, Deniz Sinan Yesilyurt attached a camera to the carbon fibre line that takes pictures of various fibre defects during production and collects them in a database. The artificial intelligence in the camera's information technology system evaluates the fibre defects by assigning the images to predefined reference defects. In doing so, it recognises various fibre defects with a classification accuracy of 99 per cent. The process can also be used in other areas that produce chemical fibres.

Deniz Sinan Yesilyurt received the prize from the German Engineering Federation (VDMA) in Frankfurt am Main, Germany. He is a Bachelor's graduate at the Institut für Textiltechnik (ITA) of RWTH Aachen University. The full title of his bachelor's thesis is: "Development of a Kl-supported process monitoring using machine learning to detect fibre damage in the stabilisation process". The VDMA awarded the prize to a total of four theses from different universities. The prize is awarded for outstanding theses and was offered in Germany, Austria and Switzerland.

Source:

ITA – Institut für Textiltechnik of RWTH Aachen Universit

Susan Gabler und Johannes Leis vom STFI bei Untersuchungen zum Recycling smarter Textilien. Foto: Sächsisches Textilforschungsinstitut e.V. (STFI)
Susan Gabler und Johannes Leis vom STFI bei Untersuchungen zum Recycling smarter Textilien.
20.09.2022

SmartERZ-Projekt zum Recycling von Smart Composites

Im Automobilbau, dem Schiffsbau und der Luftfahrtindustrie sowie bei Windenergieanlagen steigen die Materialanforderungen zusehends. Die verwendeten Werkstoffe sollen leicht, ressourcenschonend und gleichzeitig hochbelastbar sein. Faserverstärkte Kunststoffe (Composites) rücken immer mehr in den Vordergrund, da deren Eigenschaften in Kombination mit Glas- oder Carbonfasern metallischen Materialien oftmals überlegen sind. Mit Fokus auf die klimaneutrale Herstellung und Nutzung von Produkten wächst auch der Bedarf an Recyclinglösungen. Im SmartERZ-Projekt TRICYCLE arbeiten Unternehmen gemeinsam an geeigneten skalierbaren und wirtschaftlich tragfähigen Prozessen zum Recycling von Smart Composites. Momentan gibt es dafür keine Anbieter oder Konzepte am Markt.

Im Automobilbau, dem Schiffsbau und der Luftfahrtindustrie sowie bei Windenergieanlagen steigen die Materialanforderungen zusehends. Die verwendeten Werkstoffe sollen leicht, ressourcenschonend und gleichzeitig hochbelastbar sein. Faserverstärkte Kunststoffe (Composites) rücken immer mehr in den Vordergrund, da deren Eigenschaften in Kombination mit Glas- oder Carbonfasern metallischen Materialien oftmals überlegen sind. Mit Fokus auf die klimaneutrale Herstellung und Nutzung von Produkten wächst auch der Bedarf an Recyclinglösungen. Im SmartERZ-Projekt TRICYCLE arbeiten Unternehmen gemeinsam an geeigneten skalierbaren und wirtschaftlich tragfähigen Prozessen zum Recycling von Smart Composites. Momentan gibt es dafür keine Anbieter oder Konzepte am Markt.

Smart Composites bestehen aus Werkstoffen, deren Funktionalisierung durch die Integration oder Applikation elektrisch leitfähiger Komponenten, z. B. Sensoren oder Mikroprozessoren, erreicht wird. Dazu zählen zum Beispiel smarte Textilien, die elektronisch wärmen, Lichtsignale geben oder zur Datenübertragung genutzt werden können. Das breite Anwendungsspektrum und die vielseitigen Einsatzgebiete dieser intelligenten Verbundwerkstoffe und Multimaterialverbunde werden perspektivisch zu einem wachsenden Bedarf und einer stärkeren Nachfrage führen.

Die funktionale und vielschichtige Verbindung verschiedener Materialien wie Kunststoff, Metall und Textil wirft beim Thema Recycling Nachhaltigkeitsfragen auf. Im Erzgebirge werden dafür bereits heute Lösungen entwickelt. Im Rahmen des WIR!-Projektes SmartERZ ist das Verbundprojekt TRICYCLE entstanden. Mit dem Fokus auf den Strukturwandel im Erzgebirge haben sich acht ortsansässige Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft zusammengetan, um ein Recyclingkonzept aufzustellen und die Grobplanung für ein erzgebirgisches Recycling Center zu entwickeln. Das Ende des Produktlebenszyklus und die Nachnutzung bzw. Wiederaufbereitung stehen dabei im Mittelpunkt des Entwicklungsprozesses. Im Ergebnis sollen effektive und maßgeschneiderte Maßnahmen für eine möglichst hochwertige Wiederverwendung entstehen. Diese sollen dem steigenden Aufkommen an Abfällen aus diesem wachsenden Bereich der deutschen Industrie begegnen und anwendungsbereit sein.

Klassische Herausforderungen für die Projektbeteiligten sind die irreversiblen Verbindungstechniken (z. B. Kleben, Faser-Matrix-Haftung), die Integration vieler verschiedener Materialien in geringen Mengen sowie Form und Größe der Bauteile. Eigene Untersuchungen sowie Feedback von Partnerunternehmen bestätigen die Notwendigkeit sowie den Nutzen eines passgenauen Recyclingprozesses für Smart Composites und intelligente Multimaterialverbünde. Das Projekt soll dazu beitragen, den Wirtschaftsstandort Erzgebirge attraktiver und zukunftsfähiger zu gestalten.

Am 1. September 2021 gestartet, kann TRICYCLE erste Ergebnisse vorweisen. Zunächst wurden die Bedarfe bei mittelständischen Unternehmen in der Region Erzgebirge abgefragt, um die aktuellen Gegebenheiten und den Status quo in Bezug auf technologische Recyclingkonzepte bestmöglich abzubilden. Für ein fundiertes Recyclingkonzept hat das TRICYCLE-Team drei Referenzbauteile für den vorgesehenen Prozess ermittelt, die in der erzgebirgischen Wirtschaft Verwendung finden, und folgenden Bereichen zugeordnet: Automotive, Technische Textilien mit applizierter Zusatzfunktion und Technische Textilien mit integrierter Zusatzfunktion.

Basierend auf dieser Auswahl, analysiert das Projektteam momentan die Herstellungs- und bisherigen Recyclingprozesse der Referenzbauteile. Das beinhaltet auch die Planung praktischer Versuche zum Recycling. Dabei fokussieren sich die Projektpartner auf ihr Know-how in verschiedenen chemischen, thermischen und mechanischen Prozessen zur Separierung, Rückführung und Wiederverwendung der eingesetzten Materialien. Um die Produkte den Recyclingtechnologien zugänglich zu machen, wurde die Herangehensweise innerhalb des Projekts angepasst, da insbesondere Textil aufgrund von Form und Struktur (z. B. endlose Struktur) herausfordernd sein kann.

Obwohl die Materialien selbst recycelbar sind, müssen diese dennoch für den Prozess optimal vorbereitet bzw. fachgerecht aufbereitet werden. Die Expertise und die Technologiekompetenz, die hierfür benötigt werden, ist bei den beteiligten Projektpartnern durch jahrzehntelange Erfahrung und zahlreiche Innovationen vorhanden. Das Zusammenspiel aller Beteiligten im Projekt TRICYCLE stellt bereits jetzt die Weichen für das geplante Recycling Center, um dieses später zum Drehkreuz zwischen regionalen Produktionsunternehmen und dem Recycling weiterzuentwickeln. Dieses soll als „Open Factory“ aufgebaut werden, um den Unternehmen des SmartERZ-Bündnisses bzw. perspektivisch der Region Erzgebirge eine gemeinsame Nutzung zu ermöglichen.

„Die Wiederverwendung der eingesetzten Ressourcen ist sowohl aus ökonomischer als auch aus ökologischer Sicht zwingend geboten. Momentan gibt es weder Anlagenbauer noch Dienstleistungsanbieter mit den entsprechenden Kompetenzen zum Recycling von Smart Composites oder Multimaterialverbünden am Markt,“ stellt Johannes Leis, der Verbundkoordinator vom Sächsischen Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) in Chemnitz fest.Unter Leitung des STFI als Verbundkoordinator mit seiner über 30-jährigen Erfahrung in der Textilbranche und speziellem Know-how im Recycling von Carbonabfällen haben sich weitere Unternehmen und Forschungseinrichtungen zusammengefunden. Dazu zählen das Textilunternehmen Curt Bauer GmbH, die Professur Fabrikplanung und Fabrikbetrieb der TU Chemnitz, das Ingenieurbüro Matthias Weißflog, der Hersteller für Faserverbundbauteile Cotesa GmbH, der Spezialvlieshersteller Norafin Industries (Germany) GmbH, das Recyclingunternehmen Becker Umweltdienste GmbH und die Hörmann Rawema Engineering & Consulting GmbH. Am Ende der Projektlaufzeit sollen ein einsatzfähiges, technologisches Recyclingkonzept für die zukünftigen entstehenden smarten Produkte sowie die in der Produktion entstehenden Abfälle (bspw. durch fehlerhafte Bauteile und Randbeschnitte) und ein Konzept für den Aufbau eines Recycling Centers vorliegen, das im Erzgebirge entstehen soll.

(c) ITM/TU Dresden
10.11.2021

Förderpreis beste Dissertation des Deutschen Textilmaschinenbaues 2021 an Dr.-Ing. Martin Hengstermann

Die Verleihung der Förder- und Kreativitätspreise 2021 der Walter Reiners-Stiftung des VDMA, Fachverband Textilmaschinen an Studierende und Nachwuchswissenschaftler:innen deutscher Universitäten für Spitzenleistungen in Studium und Promotion fand am 09. November 2021 im Rahmen der Aachen-Dresden-Denkendorf International Textile Conference 2021 statt. Die bundesweit ausgeschriebenen Förder- und Kreativitätspreise wurden erneut online durch Herrn Peter D. Dornier, Vorstandsvorsitzender der Walter Reiners-Stiftung, verliehen.

Dr.-Ing. Martin Hengstermann wurde mit dem mit 5.000 EUR dotierten Förderpreis beste Dissertation des Deutschen Textilmaschinenbaues 2021 für seine am Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik der TU Dresden erarbeiteten Dissertation „Entwicklung von Hybridgarnen aus recycelten Carbonfasern und Polyamid 6-Fasern für thermoplastische Verbundbauteile mit hohem Leistungsvermögen“ geehrt.

Die Verleihung der Förder- und Kreativitätspreise 2021 der Walter Reiners-Stiftung des VDMA, Fachverband Textilmaschinen an Studierende und Nachwuchswissenschaftler:innen deutscher Universitäten für Spitzenleistungen in Studium und Promotion fand am 09. November 2021 im Rahmen der Aachen-Dresden-Denkendorf International Textile Conference 2021 statt. Die bundesweit ausgeschriebenen Förder- und Kreativitätspreise wurden erneut online durch Herrn Peter D. Dornier, Vorstandsvorsitzender der Walter Reiners-Stiftung, verliehen.

Dr.-Ing. Martin Hengstermann wurde mit dem mit 5.000 EUR dotierten Förderpreis beste Dissertation des Deutschen Textilmaschinenbaues 2021 für seine am Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik der TU Dresden erarbeiteten Dissertation „Entwicklung von Hybridgarnen aus recycelten Carbonfasern und Polyamid 6-Fasern für thermoplastische Verbundbauteile mit hohem Leistungsvermögen“ geehrt.

Gegenstand der Dissertation ist die Entwicklung und Umsetzung von neuartigen Hybridgarnen aus recycelten Carbonfasern (rCF) und Polyamid (PA) 6-Fasern für thermoplastische Verbundbauteile. Diese Hybridgarne können die hervorragenden mechanischen Eigenschaften der rCF im Gegensatz zu bisherigen Lösungen in hohem Maße ausnutzen. Bedingt durch deren spezielle Fasereigenschaften (insbesondere hohe Querkraftempfindlichkeit, Sprödigkeit und fehlende Kräuselung) wurde dafür die Prozesskette der konventionellen Stapelfasergarnherstellung, bestehend aus Krempel, Strecke und Flyer, umfangreich analysiert und technologisch-konstruktiv weiterentwickelt, wodurch erstmalig eine schonende und gleichmäßige Herstellung der Hybridgarne ermöglicht werden konnte.

Source:

Technische Universität Dresden
Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM)

CU Bau: Klimaschonendes Sanieren und Bauen (c) IMA Dresden
Faserverbundwerkstoffe im Hochbau
07.10.2021

CU Bau: Klimaschonendes Sanieren und Bauen

Stark steigende Baustoffpreise, immer knapper werdende Rohstoffe sowie steigende Preise für CO2-Zertifkate und Strom erhöhen den Druck, klimafreundliche und doch wettbewerbsfähige Produkte zu verwenden und innovative Produkte, Verfahren und Prozesse dafür zu entwickeln.

Für diese Herausforderungen im Bauwesen bietet der Leichtbau mit Faserverbundwerkstoffen neue Lösungen und ein enormes Anwendungspotential. Bisher sind diese Werkstoffe im Bauwesen noch nicht in ausreichendem Umfang etabliert und bei vielen Entscheidern noch nicht Teil der Lösung. Deshalb treibt das Fachnetzwerk CU Bau des Composites United e.V. (CU) als nationale und internationale Plattform dieses Thema für seine Mitglieder aus Industrie und Wissenschaft voran.

Stark steigende Baustoffpreise, immer knapper werdende Rohstoffe sowie steigende Preise für CO2-Zertifkate und Strom erhöhen den Druck, klimafreundliche und doch wettbewerbsfähige Produkte zu verwenden und innovative Produkte, Verfahren und Prozesse dafür zu entwickeln.

Für diese Herausforderungen im Bauwesen bietet der Leichtbau mit Faserverbundwerkstoffen neue Lösungen und ein enormes Anwendungspotential. Bisher sind diese Werkstoffe im Bauwesen noch nicht in ausreichendem Umfang etabliert und bei vielen Entscheidern noch nicht Teil der Lösung. Deshalb treibt das Fachnetzwerk CU Bau des Composites United e.V. (CU) als nationale und internationale Plattform dieses Thema für seine Mitglieder aus Industrie und Wissenschaft voran.

Hybride Bauweisen
Roy Thyroff, im Netzwerk Composites United e.V. Geschäftsführer CU Bau: „Unser Ziel ist, dass die gesamte Bauwirtschaft – Architekten, Planer, Bauingenieure, Zulassungsstellen sowie Bauunternehmen – Bauprodukte mit faserverstärkter Beton- und Polymermatrix mit entsprechenden Zulassungen einsetzen kann.“ Dabei geht es nicht nur um Bauweisen mit faserverstärkten Kunststoffen und textilbewehrtem Beton, sondern darüber hinaus auch um hybride Bauweisen, wie z.B. Hybridbauwerke aus Holz und Carbonbeton. Denn faserbasierter, hybrider Leichtbau führt die besten Eigenschaften verschiedener Materialien klimafreundlich zusammen, bietet somit gegenüber herkömmlichen Baustoffen große Vorteile für den Klimaschutz und ermöglicht völlig neue Bauweisen.

Vorteile von Faserverbundwerkstoffen
Faserverbundwerkstoffe sind sowohl im Neubau als auch in der Sanierung dank ihrer umwelt- und ressourcenschonenden Eigenschaften im Vorteil. Neben der CO2-Reduktion liegen die wesentlichen Vorteil:

  • in der Geschwindigkeit der Ausführung,
  • dem geringeren Materialeinsatz,
  • der Kostenreduktion,
  • der Leistungsfähigkeit wie hoher Druck- und Biegezugfestigkeit,
  • dem einfacheren Handling
  • den geringeren Transportlasten,
  • der Beständigkeit gegen Korrosion,
  • der Flexibilität bei unterschiedlichen Schädigungsgraden eines Sanierungsfalls und
  • der deutlich verlängerten Nutzungsdauer.
Source:

Composites United e.V. (CU) / bm CONSULTING

(c) Teijin Limited
13.07.2021

Teijin: Carbon Fiber Products Operations in Vietnam

TCV, Teijin’s carbon fiber business base in Vietnam, was established in May 2019. Teijin Limited announced that Teijin Carbon Vietnam Co., Ltd. (TCV) in Ha Nam, Vietnam, has started operating commercially to manufacture carbon fiber products including prepreg, a fiber sheet pre-impregnated with matrix resin as an intermediate material for composites. TCV initially will produce carbon fiber materials for sports and outdoor activities, including fishing, golf, bicycle and ice hockey goods, for markets in Southeast and South Asia and Asia-Pacific. Sales will be handled by TCV as well as carbon fiber sales affiliates of Teijin operating in these markets.

Teijin’s sales affiliates in Singapore, Shanghai and Taipei work to identify demand opportunities as well as provide customer services in Asia. Internal collaborations between these companies and TCV shall strengthen Teijin’s presence in the upstream and downstream sectors of Asia’s fast-growing markets.

TCV, Teijin’s carbon fiber business base in Vietnam, was established in May 2019. Teijin Limited announced that Teijin Carbon Vietnam Co., Ltd. (TCV) in Ha Nam, Vietnam, has started operating commercially to manufacture carbon fiber products including prepreg, a fiber sheet pre-impregnated with matrix resin as an intermediate material for composites. TCV initially will produce carbon fiber materials for sports and outdoor activities, including fishing, golf, bicycle and ice hockey goods, for markets in Southeast and South Asia and Asia-Pacific. Sales will be handled by TCV as well as carbon fiber sales affiliates of Teijin operating in these markets.

Teijin’s sales affiliates in Singapore, Shanghai and Taipei work to identify demand opportunities as well as provide customer services in Asia. Internal collaborations between these companies and TCV shall strengthen Teijin’s presence in the upstream and downstream sectors of Asia’s fast-growing markets.

Increasingly strict environmental measures and the upgrading of environmental frameworks, such as sustainable development goals (SDGs) and the Paris Agreement, are expected to stimulate greater use of lightweight and highly rigid carbon fiber. Demands are growing in Asia, especially in the fields of sports and outdoor activities, industry and aerospace. COVID-19, for example, has led to new trends in sports and outdoor activities, such as renewed interest in fishing due its compatibility with social-distancing protocols.

Source:

Teijin Limited

Aachen-Dresden-Denkendorf International Textile Conference 2021 (c) ITM/TU Dresden
Die ADD-ITC 2019 in Dresden
12.07.2021

Aachen-Dresden-Denkendorf International Textile Conference 2021

Die Aachen-Dresden-Denkendorf International Textile Conference wird in diesem Jahr vom 9. bis zum 10. November digital durchgeführt.

Programm und Themen:
 
Quo vadis Textilmaschinenkonzepte?

  • Flexibilisierung auf dem Weg zur Losgröße 1
  • Industrie 4.0
  • Neue Produkte durch Maschineninnovationen
  • Ressourcen- und Energieeffizienz

Chancen mit neuen Werkstoffen: Hochleistungsfasern und Faserverbundwerkstoffe

  • Carbonfasern, Keramikfasern, bio-basierte Fasern
  • Fasermodifizierung, Sekundärspinnen, Rezyklierstrategien, Prozesstechnologien
  • Formangepasste Faserverbünde, polymere Matrixmaterialien
  • Blick in neuartige Werkstoffe – Simulation und Prüfsysteme

Wettbewerbsvorteile und Nachhaltigkeit: Funktionalisierung, neue Ausrüstungen

  • Nachhaltige Beschichtungs- und Ausrüstungschemikalien
  • Beschichten, Laminieren
  • Umweltfreundliche Prozesse
  • Textildruck

Neue Herausforderungen: Medizintextilien / Medizintechnik

Die Aachen-Dresden-Denkendorf International Textile Conference wird in diesem Jahr vom 9. bis zum 10. November digital durchgeführt.

Programm und Themen:
 
Quo vadis Textilmaschinenkonzepte?

  • Flexibilisierung auf dem Weg zur Losgröße 1
  • Industrie 4.0
  • Neue Produkte durch Maschineninnovationen
  • Ressourcen- und Energieeffizienz

Chancen mit neuen Werkstoffen: Hochleistungsfasern und Faserverbundwerkstoffe

  • Carbonfasern, Keramikfasern, bio-basierte Fasern
  • Fasermodifizierung, Sekundärspinnen, Rezyklierstrategien, Prozesstechnologien
  • Formangepasste Faserverbünde, polymere Matrixmaterialien
  • Blick in neuartige Werkstoffe – Simulation und Prüfsysteme

Wettbewerbsvorteile und Nachhaltigkeit: Funktionalisierung, neue Ausrüstungen

  • Nachhaltige Beschichtungs- und Ausrüstungschemikalien
  • Beschichten, Laminieren
  • Umweltfreundliche Prozesse
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Neue Herausforderungen: Medizintextilien / Medizintechnik

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Neue Anwendungen, neue Märkte

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Transfersession „Von der Idee bis zur Praxis“

  • Präsentation von Innovationen (z. B. Produkte, Technologien, Verfahren), die aus Forschungskooperationen, insbesondere über IGF/ZIM, erfolgreich in die Industrie transferiert werden
Source:

Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf

DITF: Carbonfasern aus Laubholz - Land unterzeichnet Kooperationsvertrag (c) DITF
Holzzellstoff gelöst in ionischer Flüssigkeit
08.02.2021

DITF: Carbonfasern aus Laubholz - Land unterzeichnet Kooperationsvertrag

  • Kooperationsvertrag mit dem Landwirtschaftsministerium Baden-Württemberg unterzeichnet
  • DITF starten Forschungsprojekte im Laubholztechnikum

Stuttgart. Baden-Württembergs Minister für Ländlichen Raum und Verbraucherschutz, Peter Hauk, MdL, hat am 8. Februar 2021 einen Kooperationsvertrag mit den Deutschen Instituten für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) unterzeichnet. Damit fällt der Startschuss für zwei Forschungsprojekte, die die DITF im vom Land geschaffenen Technikum Laubholz bearbeiten werden.

In diesem neu eingerichteten Forschungszentrum werden innovative Produkte und Verfahren auf der Basis von Laubholz entwickelt, das aus nachhaltig bewirtschafteten Wäldern der Region stammt. Aufgabe der DITF ist es, ökonomische und ökologische Herstellungsverfahren für aus Buchenholz hergestellte Zellulose- und Ligninfasern für technische Anwendungen zu entwickeln.

  • Kooperationsvertrag mit dem Landwirtschaftsministerium Baden-Württemberg unterzeichnet
  • DITF starten Forschungsprojekte im Laubholztechnikum

Stuttgart. Baden-Württembergs Minister für Ländlichen Raum und Verbraucherschutz, Peter Hauk, MdL, hat am 8. Februar 2021 einen Kooperationsvertrag mit den Deutschen Instituten für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) unterzeichnet. Damit fällt der Startschuss für zwei Forschungsprojekte, die die DITF im vom Land geschaffenen Technikum Laubholz bearbeiten werden.

In diesem neu eingerichteten Forschungszentrum werden innovative Produkte und Verfahren auf der Basis von Laubholz entwickelt, das aus nachhaltig bewirtschafteten Wäldern der Region stammt. Aufgabe der DITF ist es, ökonomische und ökologische Herstellungsverfahren für aus Buchenholz hergestellte Zellulose- und Ligninfasern für technische Anwendungen zu entwickeln.

In energiesparenden, leichten Fahrzeugen werden Faserverbundwerkstoffe mit Carbonfasern eingesetzt, da diese hitzebeständig und belastbar sind. Mit Carbonfasern verstärkte Materialien gewinnen nicht nur im Fahrzeugbau und in der Raumfahrt, sondern auch im Bauwesen sowie in vielen anderen Branchen zunehmend an Bedeutung. Allerdings sind Carbonfasern derzeit noch sehr teuer. Bisher werden diese Fasern in erster Linie aus Polyacrylnitril hergestellt. Dieser Ausgangsstoff basiert auf Erdöl und bei der Herstellung von Carbonfasern aus diesem Präkursor entstehen giftige Nebenprodukte, die aufwendig gereinigt werden müssen. Damit spart die Carbonfaserherstellung auf Basis von Cellulose- und Ligninfasern nicht nur Kosten, sondern schont auch die Umwelt.

Das Technikum Laubholz wird acht Forschungsteams aus unterschiedlichen Instituten vernetzen und dient als Schnittstelle zur Industrie. Weitere Forschungsprojekte entwickeln unter anderem neue Verfahren zu Herstellung von Biotensiden sowie veganen Lebensmittelproteinen auf Basis von Holz.

More information:
DITF Laubholztechnikum Carbonfasern
Source:

Deutschen Instituten für Textil- und Faserforschung Denkendorf

 DITF erhalten „Innovationspreis Bioökonomie Baden-Württemberg 2020“ (c) LGL
Ministerialdirektorin Grit Puchan (li) überreicht den Preis an Dr. Antje Ota
27.11.2020

DITF erhalten „Innovationspreis Bioökonomie Baden-Württemberg 2020“

Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung (DITF) sind einer von fünf Gewinnern des „Ideenwettbewerbs Bioökonomie - Innovationen für den Ländlichen Raum“, der vom Ministerium für Landwirtschaft und Verbraucherschutz Baden-Württemberg erstmals ausgerufen wurde. Ausgezeichnet wurden Beiträge zum Klimaschutz, zur Ressourceneffizienz, zum Schutz der Umwelt und der Biodiversität sowie zur Entwicklung des ländlichen Raums. Am 25. November 2020 wurde der Preis von Ministerialdirektorin Grit Puchan während des 5. Bioökonomietags überreicht. Die DITF erhalten den Preis für ihre Forschung an nachhaltigen Carbonfasern. Der Pitch-Vortrag von Dr. Frank Hermanutz und Dr. Antje Ota erhielt zudem auch noch den Publikumspreis.

Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung (DITF) sind einer von fünf Gewinnern des „Ideenwettbewerbs Bioökonomie - Innovationen für den Ländlichen Raum“, der vom Ministerium für Landwirtschaft und Verbraucherschutz Baden-Württemberg erstmals ausgerufen wurde. Ausgezeichnet wurden Beiträge zum Klimaschutz, zur Ressourceneffizienz, zum Schutz der Umwelt und der Biodiversität sowie zur Entwicklung des ländlichen Raums. Am 25. November 2020 wurde der Preis von Ministerialdirektorin Grit Puchan während des 5. Bioökonomietags überreicht. Die DITF erhalten den Preis für ihre Forschung an nachhaltigen Carbonfasern. Der Pitch-Vortrag von Dr. Frank Hermanutz und Dr. Antje Ota erhielt zudem auch noch den Publikumspreis.

Ionische Flüssigkeiten (ionic liquids, IL) sind der Schlüssel zu nachhaltigen biobasierten Fasern für vielfältige Anwendungen in der Industrie. 2003 hat Dr. Frank Hermanutz mit seinem Team gemeinsam mit der BASF SE ein innovatives Lösungsmittel für Biopolymere, also Polymere aus nachwachsenden Rohstoffen, entdeckt. Auf dieser Basis wurden mit der patentierten HighPerCell®-Technologie Cellulosefilamentfasern entwickelt, die aufgrund ihrer spezifischen Fasereigenschaften als technische Fasern eingesetzt werden können. Sie sind zum Beispiel Ausgangsprodukt für cellulosebasierte Carbonfasern.

Carbonfasern werden vor allem im Fahrzeugbau eingesetzt, gewinnen aber auch im Bauwesen an Bedeutung. Sie sind äußerst hitzebeständig und belastbar. Herkömmliche, nicht auf Biopolymeren basierende Carbonfasern sind allerdings derzeit noch sehr teuer und ihre Herstellung belastet die Umwelt. Die Carbonfaserherstellung auf der Basis von Cellulose würde nicht nur die Umwelt schonen, sondern auch die Energiekosten senken. Für die Gewinnung von Zellstoff bietet sich zum Beispiel die heimische Buche an. Wissenschaftler des Kompetenzzentrums Biopolymerwerkstoffe der DITF bringen dieses neue Verfahren in das im April 2020 vom Land Baden-Württemberg gegründete Technikum Laubholz (TLH) ein. Dort wird die Technologie in enger Zusammenarbeit mit beteiligten Industriefirmen praktisch umgesetzt.

Hochleistungsfasern aus Cellulose sind für viele weitere Anwendungen geeignet, wie zum als Verstärkungsfasern im Beton oder als Bestandteil von sortenreinen Verbundwerkstoffe.

„Schon bald könnten biopolymerbasierte Werkstoffe die gleichen Eigenschaften aufweisen wie erdölbasierte Materialien. Das wäre ein enormer Beitrag zum Ressourcenschutz und zur Umweltverträglichkeit“ erklärt Frank Hermanutz.

Die Jury des Ideenwettbewerbs würdigt diese Forschungsleistung für Umweltschutz und Nachhaltigkeit mit dem Bioökonomie-Innovationspreis.

More information:
DITF BASF SE Carbonfasern
Source:

Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung (DITF)