From the Sector

AVK, the Federation of Reinforced Plastics, has once again awarded its Innovation Awards to a range of companies, institutes and their partners in 2022. Three innovative composites from each of the three categories Products & Applications, Processes & Methods and Research & Science were honoured during the JEC Forum for Germany, Austria and Switzerland in Augsburg at an award ceremony on 29 November 2022. A professional jury, composed of engineers, scientists and trade journalists, presented the awards for 2022 in three categories.

List of award winners in the three categories:
Products & Applications category
First place: LAMILUX Composites GmbH, Rehau, Germany: Lamilux Sunsation® – the new standard under the sun
Second place: Carbo-Link AG, Fehraltorf, Switzerland: CL RESTRAP – Reinforcement of concrete girders using flexible, prestressed CRP tapes
Third place: Borgers SE & Co. KGaA, Bocholt, Germany: blue label by Borgers ®

Innovative Processes & Methods category
First place: BaltiCo GmbH, Hohen Luckow, Germany: Rod laying technology as an additive manufacturing process
Second place: Schmidt & Heinzmann GmbH & Co. KG, Bruchsal, Germany: Pole Position, a positioning system for polarisation imaging
Third place: NETZSCH Process Intelligence GmbH, Selb, Germany: SensXPERT, process optimisation driven by material data to increase the efficiency of thermosets and fibre composites

Research & Science category
First place: Institute for Textile Machinery and High Performance Textiles at the Technical University of Dresden: Spherically curved fibre-reinforced plastic composite components made from near-net-shape fabrics
Second place: Leibniz-Institut für Verbundwerkstoffe GmbH, Kaiserslautern, Germany: HyKoPerm – a measurement system for an industry-specific characterisation of textile impregnation behaviour
Third place: Technical University of Munich, Chair of Carbon Composites: Manufacturing processes for a tension-strut-supported pressure vessel that can be adapted to suit a given space

Die AVK - Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e. V. trauert um Dr.-Ing. Rudolf Kleinholz, der im Alter von 82 Jahren am 4. Juli 2022 nach längerer Krankheit verstorben ist.
 
Seine Beziehung zu den „Verstärkten Kunststoffen“ begann 1968 beim Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Aachen, wo er als Abteilungsleiter „Verstärken“ arbeitete. Dort promovierte er 1971 über Verstärkte Kunststoffe unter Prof. Georg Menges und wechselte dann in die Industrie. Anfang der 1990er Jahre bis zu seinem Ruhestand arbeitete er bei Fibrit, Grefrath, später Johnson Controls und war dort als Director Materials and Process Engineering Europe europaweit für Innenraumteile zuständig.

Der AVK war er bereits von Beginn seines Berufslebens an, seit 1968, eng verbunden in verschiedenen Positionen und Gremien bei AVK-Arbeitskreisen und -Ausschüssen. Er war über viele Jahre organisatorisch für die AVK-Tagung mitverantwortlich und hat mit seinem außerordentlichen Know-how auch den AVK-Vorstand für viele Jahre bereichert und geprägt. Er gehörte auch nach dem Eintritt der Verrentung immer wieder kooptiert dem Vorstand an, trug für Jahrzehnte die Verantwortung für den AVK-Innovationspreis und war Vorsitzender der Jury.

Großer Beliebtheit erfreute sich das regelmäßig von der AVK durchgeführte „Einführungsseminar“, bei dem Dr. Kleinholz mit seinem tiefen Fachwissen, Neu- und Wiedereinsteigern eine immer auch humorvolle Einführung in die komplexe Welt der Verstärkten Kunststoffe gab. Bereits 2008 wurde Dr. Kleinholz der AVK-Ehrenpreis „Lesender Knabe“ für seine langjährigen Verdienste um die Verstärkten Kunststoffe / Composites verliehen.

The SMCCreate Conference provides information on design with SMC and BMC composites and offers valuable insights into the entire product design process from the idea to part manufacturing, targeted both at experienced designers and at designers that are new in applying these versatile materials. 15 lectures by international speakers from France, Germany, Italy, Spain, The Netherlands and the USA will present practical presentations about sustainability, part design, mobility and automotive applications. Equally current trends and developments in the European SMC/BMC market are on the agenda. The presentation language will be English.

The winner of the SMC BMC Design Award 2022 , Isa Buitenhuis completes the programme of the SMCCreate Design Conference 2022 from 28-29 June in Antwerp. The TU Delft student will present her winning design LightTurn in a lecture. This shower panel makes showering a completely new experience, as the shower fitting can be extended to suit the age of the user. It combines a seat, water-saving elements and even lighting in a modern design. The award is offered by the European Alliance for SMC BMC and took place during the JEC World in Paris at the beginning of May.

The SMCCreate 2022 Conference will be organized on June 28-29, 2022 in the Hilton Hotel in Antwerp (Belgium).

With its current position paper, the Industrievereinigung Chemiefaser e.V. takes a stand on the intense discussions about an embargo against Russian natural gas supplies. The association believes that Germany's economic and global political future can only be secured with a strong industrial base and therefore, weighing up all positions and influencing factors and assessing the consequences for labour and the market economy, cannot support a short-term natural gas embargo on Russia.

An interruption of the continuous supply of natural gas would result in immense losses for the chemical fibre companies, which could even lead to the destruction of the industry in Germany. The losses are made up of technical damage caused by an uncoordinated shutdown of plants on the one hand and market-related consequential damage caused by lost production and a lack of product sales on the other.

Depending on the location and size of the plants, a short-term outage due to a lack of natural gas would result in average losses of EUR 5 million/plant. In addition, an ongoing daily loss would have to be expected which could be in the order of e.g. 250 000 EUR/day/plant, depending on the location. Furthermore, restarting the plants is questionable if supply chains could no longer be serviced and customers globally look for other suppliers in the meantime. Thus, entire sites would be at risk. With China's global market share in man-made fiber production already exceeding 70 %, a scenario is more than realistic that China will also take over these supply chains, thus leading to an even greater dependence on China.

The vast majority of power plants used for the production of man-made fibers, especially the highly efficient combined gas-and-steam power plants based on the principle of cogeneration with efficiencies of 90 %, are designed exclusively for the use of natural gas. Quite often, there are no technical facilities for operating gas turbines or steam boilers with fuels other than natural gas. Only in exceptional cases could a switch be made to mineral oil. However, even in these cases, the necessary stockpiling of mineral oil is designed only for a short-term failure of the gas burners. A change to base-load supply with mineral oil could take a time window of between 3 and 56 months, depending on the type of plant and taking into account licensing requirements. The use of hydrogen as an energy source is only possible in the very long term. In the few cases where natural gas can be substituted, investment costs of EUR 250 million/plant can be incurred, depending on the emission level of the converted plant.

A natural gas embargo imposed by the European Union on the Russian Federation would not only mean the cessation of production and the end for man-made fiber producers, but also for other industries such as basic chemicals, paper, metal production and glass and ceramics manufacturing, as well as their related sectors. As the German economic institute Institut der Deutschen Wirtschaft Köln e. V. (IW Köln) concluded in its summary report 40/2022 of April 2022: "No one can accurately predict what future these businesses would then still have in Germany. That would be an unprecedented development."

• Prognose zum Krankenhaus- und Pflegemarkt
• Großes Nachhaltigkeitspotenzial durch professionelle Wäscheversorgung in der häuslichen Pflege

Die Nachfrage nach Krankenhaus- und Pflegeleistungen wird in den kommen-den Jahren weiter ansteigen. In der häuslichen Pflege ist vom stärksten Nachfrageanstieg auszugehen. Das bietet ein großes, bisher noch wenig bedientes Potenzial für die Versorgung durch professionelle Textildienstleister. Diese Versorgung ist nicht nur aus hygienischen Gründen angebracht, sondern auch unter Nachhaltigkeitsgesichtspunkten. Durch einen geringeren Wasser- und CO2- Verbrauch ist der ökologische Fußabdruck deutlich kleiner. Zu dieser Prognose kommt die Studie Health & Care von Prof. Frank Schmitz von der Hochschule für Gesundheit in Bochum, Anne Griese, M.A. von der Hochschule Rhein-Waal sowie Andreas Fastenau von der LEO System GmbH.

Bereits heute wird ein Großteil der Krankenhäuser in Deutschland von professionellen Textildienstleistern mit Textilien und Berufskleidung versorgt. In der häuslichen Pflege ist das bislang wenig bekannt. Durch die Nutzung bereits vorhandener Logistik zu den Haushalten der pflegebedürftigen Menschen und die Vernetzung der Beteiligten ist ein Waschen in industriellen Großwäschereien allerdings möglich, so die Ergebnisse der Studie.

Wachsender Markt
Vor dem Hintergrund einer alternden Gesellschaft nimmt die Zahl pflegebedürftiger Menschen in Deutschland zu. Basierend auf dem Prognosemodell des Deloitte Health Care Indicators wird von einem Anstieg von 28% ausgegangen. Insbesondere der Versorgungsbedarf in der eigenen Häuslichkeit werde stark ansteigen. Der Prognose zufolge werde die Anzahl pflegebedürftiger Menschen, die durch einen Pflegedienst betreut werden, um 33% zunehmen. Im gleichen Zeitraum werde die Zahl der Behandlungstage in Krankenhäusern um 2,8% ansteigen. Die Anzahl der Krankenhausfälle wird sich allerdings per anno um mehr als 2,8% erhöhen, da die Verweildauer weiter sinken werde.

In der Summe werde auch der Wäscheverbrauch zunehmen. Für die einzelnen Segmente betrachtet bedeutet dies im Bundesdurchschnitt: ein Anstieg von 2,8% für die Versorgung von Krankenhäusern bis 2035 und in der stationären Pflege von 3,8%. Im Bereich der ambulanten Pflege sind noch wesentlich größere Wachstumsraten zu erwarten. Unter der Annahme, dass der Wäscheverbrauch in der ambulanten Pflege je Pflegetag dem in der stationären Pflege entspricht, geht die Prognose von einem Anstieg der Nachfrage im Bundesdurchschnitt bis 2035 um 24,5% aus.

Die Entwicklung ist sowohl bezogen auf die unterschiedlichen Segmente als auch regional sehr heterogen. Regionen mit einem besonders großen Nachfrageanstieg sind geprägt durch Bevölkerungswachstum und ein höheres Durchschnittsalter in der Bevölkerung.

Geringerer Energieverbrauch bei professionellen Textildienstleistern
„In der Nutzung des professionellen Textilservice für die Wäscheversorgung in der häuslichen Pflege liegt ein großes Nachhaltigkeitspotenzial“, so Prof. Frank Schmitz. Datenerhebungen haben gezeigt, dass der Wasser- und Energieverbrauch je Kilogramm Wäsche in der industriellen Großwäscherei gegenüber den Haushaltsgeräten erheblich geringer ist. Die Studie skizziert mehrere Szenarien für die professionelle Textilpflege im Bereich der häuslichen Pflege. Bereits eine anteilige Zentralisierung der Wäscheaufbereitung von 25% führt demnach im Jahre 2035 zu einer Ersparnis von rund 5,17 Mio. m³ Wasser und 16,76 Tsd. Tonnen CO2.

Weitere Nachhaltigkeitspotenziale vorhanden
Nicht betrachtet wurde in der Studie der Nachhaltigkeitsvorteil der textilen Dienstleistung über die Energieeinsparungen hinaus. Nach Einschätzungen der Autoren und des DTV liegt ein großes Nachhaltigkeitspotenzial in der Lebensdauer der eingesetzten Textilien. Je länger Textilien eingesetzt werden können, umso weniger müssen neu produziert werden. Im zirkulären Geschäftsmodell der textilen Dienstleister ist dieser Aspekt systemimmanent. Die dort eingesetzten Textilien erreichen oftmals mehr als 100 Waschzyklen. Dies wird in der Regel durch Eigenwäsche nicht erreicht.

„Die Prognose zeigt, dass der Textilservice Antworten für viele aktuelle Problemstellungen im Bereich der Nachhaltigkeit hat. Nachhaltigkeit in der textilen Kette darf nicht nur in der Herstellung oder dem Recycling gedacht werden, sondern muss insbesondere auch den Nutzungszyklus berücksichtigen. Kreislaufwirtschaftsmodelle wie das unsere können zur Erreichung der gesteckten Klimaziele beitragen“, so Andreas Schumacher, Hauptgeschäftsführer des Deutschen Textilreinigungs-Verbandes. Die vollständige Studie gibt es online.

Die Umlage nach dem Erneuerbare Energie Gesetz (EEG-Umlage) soll zum 01. Juli 2022 entfallen. De facto ist die Streichung der EEG-Umlage um 6 Monate vorgezogen worden, sie war ohnehin für den 01. Januar 2023 geplant. Auch die bereits erfolgte Senkung um 43 % zum Jahreswechsel war durch den Preisanstieg überkompensiert worden. Ähnlich wenig Effekt könnte die vollständige Abschaffung haben, die 3,7 Cent pro Kilowattstunde Strom ausmacht.

Das am 23. Februar vorgestellte "Entlastungspaket", um den massiven Preisanstieg im Energiesektor abzufedern, richtet sich vor allem an einkommensschwache Haushalte und den Mittelstand. Was bedeutet der Baustein "Wegfall der EEG-Umlage" für energieintensive Industrien wie die Produzenten von Chemiefasern, ohne deren Vorprodukte insbesondere technische Produkte nicht herstellbar wären, wie sie beispielsweise auch essentiell für die Energiewende sind.

"Es freut uns", so der Geschäftsführer der Industrievereinigung Chemiefaser Dr. Wilhelm Rauch, "dass die Koalition jetzt auch unsere Beurteilung des Energiemarktes und des wettbewerbsverzerrenden Faktors Energiekosten erkannt hat. Dies kommunizieren wir bereits seit zehn Jahren. Leider kommt diese Einsicht spät - vermutlich zu spät. Alle unsere Unternehmen werden nur marginal von einer solchen Senkung profitieren.“

„Aktuell legen wir bei jeder Tonne Fasern, die produziert wird, Geld drauf,“ sagt der Vorsitzende des IVC-Energieausschusses, Frank Heimann, Managing Director der Advansa Manufacturing GmbH. Was das für den Industriestandort Deutschland und letztlich auch die Europäische Union bedeutet, braucht wenig Phantasie. „Wenn wir an der hohen Qualität unserer Erzeugnisse festhalten und wenn wir weiterhin höchsten Arbeitnehmer- und Verbraucherschutz leben wollen, brauchen wir faire Wettbewerbsbedingungen.“ fordert Klaus Holz, 1. IVC-Vorsitzender (General Manager Trevira GmbH). Ein Teil der Fairness bedeute global vergleichbare, also geringere Energiepreise. Die Gefahr, dass ansonsten nur noch Produkte als Importe unsere Märkte erreichten, die mit Blick auf den Klima-, Umwelt-, Verbraucher- und Arbeitnehmerschutz unter deutlich anderen Bedingungen hergestellt wurden, sei greifbar nahe.

Der Entfall der EEG-Umlage stelle nur einen Tropfen auf dem heißen Stein dar. Weitere Maßnahmen seien gefragt. Da knapp die Hälfte der Stromkosten auf vom Staat zu verantwortenden Abgaben bestehe, sollte es eine leichte Übung sein, diese zu reduzieren. Als nächste Maßnahme zur Kostensenkung böte sich beispielsweise die Streichung der Stromsteuer an. Die produzierenden Unternehmen bräuchten schnelle Entlastung.

Die AVK - Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e.V. bittet um Bewerbungen zum renommierten AVK Innovationspreis 2022 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 1. April 2022.
Mehr Informationen finden Sie hier.

Die Preisverleihung findet im Herbst 2022 während des JEC Forum DACH in Augsburg (29.-30.11.2022) statt.

The AVK – Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe – has once again presented its Innovation Awards to companies, institutes and their partners. Three composites innovations were recognised in each of the three categories – “Innovative Products/Applications”, “Innovative Processes” and “Research and Science” – at the new event JEC Forum DACH on 23 November 2021, the first edition of which was held in Frankfurt.

“As usual, the submissions included a lot of very interesting and promising products and processes this year. The Innovation Awards highlight the outstanding efficiency, cost-effectiveness and sustainability of fibre-reinforced plastics as well as the companies and institutes operating in the sector,” explains Dr. Elmar Witten, Managing Director of the AVK. The jury of leading experts from the industry honoured the following innovations this year:

Category “Research and Science”
First place in the “Research and Science” category was awarded to the German Aerospace Center (DLR) for its Bondline Control Technology (BCT). This innovative process is used for quality control and assurance of bonded joints. The core element is a porous fabric which is applied to a joining surface using an epoxy adhesive or matrix resin. Peeling away the fabric creates a chemically reactive and undercut surface and can also be used as a test to check adhesion to the substrate. BCT has potential in a variety of possible applications. For example, peel ply can be replaced by BCT fabric to produce composite components with an optimised joining surface. The cost-effective BCT peel test is suitable for coupon testing and process control. In addition, the combined adhesion test and surface pre-treatment can be used for quality assurance of bonded repairs on fibre composite structures.

Second place was taken by the Institute of Textile Technology (ITA) at RWTH Aachen University and its partners AEROVIDE GmbH, Altropol Kunststoff GmbH, Basamentwerke Böcke GmbH, TechnoCarbon Technologies GbR with “StoneBlade – Lightweight construction with granite for the wind industry”. This innovation enables manufacturers to reduce the amount of non-recyclable materials used in rotor blade construction. At the same time, it reduces the weight of these components and improves the mechanical properties relating to the stability of wind turbines. The innovative approach replaces glass-fibre reinforced plastic in the blade components with hard rock – a natural, cost-effective and recyclable lightweight material. The slabs of rock are cut and ground to a thickness of just a few millimetres and embedded in a fibre composite laminate with carbon fibre, which stabilises them for alternating load cases. The pre-stressed material is pressure-stable in the composite and can absorb tensile forces in the event of continuously alternating loads without any loss of stiffness.

Third place went to the Dresden University of Technology – Institute for Lightweight Construction and Plastics Technology (ILK) with its partner Mercedes Benz AG for the interdisciplinary development of a highly integrated inductive charging module for electric vehicles. The ultra-thin charging module was designed to make optimum use of space in the vehicle underbody without reducing ground clearance. An interdisciplinary approach was adopted for the development process. This involved the electrical, mechanical and process characterisation of high-frequency Litz wires, ferromagnetic foil and metal wire cloth as well as the creation of a simulation model. The result is a demonstrator for a charging system with a structural height of 15 mm and a total weight of 8 kg. It achieves a transmission efficiency of up to 92 percent at 7.2 kW nominal power and active air cooling. The hardware demonstrator was fabricated in a 3-step process using RTM and VARI techniques.

Overview of all the winners in the three categories:
Category “Innovative Products/Applications”
1st Place: “Traffic signs from Nabasco (N-BMC)” – Nabasco Products BV and Lorenz Kunststofftechnik GmbH, partners: Pol Heteren BV and NPSP BV
2nd Place: “Novel, ultratough vinyl ester resin for the construction of large marine vessels” Evonik Operations GmbH
3rd Place: “Air intake housing with a multi-material design for gas turbines” – MAN Energy Solutions SE, Leichtbau-Zentrum Sachsen GmbH and Leichtbau-Systemtechnologien KORROPOL GmbH.
Category “Innovative Processes”
1st Place: “In-mould wrapping” off-tool, film-coated, fibre composite components for exterior applications – BMW Group, Partner: Renolit SE
2nd Place: “Adaptive automated repair of composite structural components in the aviation sector” – Lufthansa Technik AG, Partner: iSAM AG
3rd Place: “Automated surface pre-treatment using VUV excimer lamps” – CTC GmbH
Category “Research and Science”
1st Place: “Bondline Control Technology (BCT)” – German Aerospace Center (DLR)
2nd Place: “StoneBlade – Lightweight construction with granite for the wind industry” – Institute of Textile Technology at RWTH Aachen University, Partners: AEROVIDE GmbH, Altropol Kunststoff GmbH, Basamentwerke Böcke GmbH, TechnoCarbon Technologies GbR
3rd Place: “Interdisciplinary development of a highly integrated inductive charging module for electric vehicles” – Dresden University of Technology – Institute for Lightweight Construction and Plastics Technology (ILK), Partner: Mercedes Benz AG

Submissions for the next Innovation Award can be made from the end of January 2022.

• Beate Schäfer folgt Friedrich Eberhard als neue DTV-Verbandspräsidentin

Die Mitglieder des Deutschen Textilreinigungs-Verbandes e.V. (DTV) haben auf ihrer ordentlichen Mitgliederversammlung am 18.09.2021 turnusgemäß das Präsidium und die Verbandsspitze neu gewählt. Präsident Friedrich Eberhard trat nicht erneut zur Wahl an und beendete damit seine 14-jährige erfolgreiche Amtszeit. Einstimmig votierten die DTV-Mitglieder einstimmig für die bisherige Vizepräsidentin Beate Schäfer als neue Präsidentin des Verbandes. Sie wird ihr Amt zum Jahreswechsel antreten. Das Resümee aus der Mitgliederversammlung: Friedrich Eberhard ist es gelungen, einen geeinten und gestärkten Verband zu übergeben, der bestens für die Themen der Zukunft aufgestellt ist.

Bis zum 31. Dezember 2021 bleiben Friedrich Eberhard als Präsident und Beate Schäfer als Vizepräsidentin im Amt. Zum 1. Januar 2022 wird Beate Schäfer die Spitzenposition im DTV übernehmen.Beate Schäfer ist Inhaberin und Geschäftsführerin der Schäfer Mietwäsche Service GmbH. Viele Jahre lang engagierte sie sich aktiv im Fachverband Textilpflege FATEX, dem Baden-Württembergischen Mitgliedsverband und amtierte dort auch als Präsidentin. Dem DTV Präsidium gehört sie seit 2015 an und ist dort seit 2016 Vizepräsidentin.

Mitgliederversammlung wählte weitere Präsidiumsmitglieder

Darüber hinaus wurden auch die weiteren DTV-Präsidiumsmitglieder einstimmig von den Mitgliedern gewählt:
• Henrik Bier (Waschbär GmbH, Mühlhausen)
• Reiner Heinrichs (MEWA Textil-Service AG & Co. Management OHG, Wiesbaden)
• Joachim Krause (CHMS GmbH & Co. KG, Rödental)
• Dr. Thomas Neyers (ALSCO Berufskleidungs-Service GmbH, Köln)
• Anja Seidel (SEIDEL GmbH, Garbsen)
• Holger Schäfer (Textilreinigung Holger Schäfer, Beverungen)
• Richard Sterr (Wäscherei-Reinigung Sterr & Achternbusch GbR, München)

DTV-Jahreskongress war in diesem Jahr online

Am Vortag zur Mitgliederversammlung hatte der DTV seinen Jahreskongress ebenfalls als Hybridveranstaltung organisiert. Das Veranstaltungs-Motto „Mutig und entschlossen zu neuen Ufern“ war von den Teilnehmenden positiv aufgenommen worden. Dazu hatte gab es spannende Beiträge: Der Autor und Führungskräfte-Coach Peter Holzer hatte einen Mut-machenden Beitrag mitgebracht, „Mut zur (Lebens-)Führung – selbstbestimmt und verantwortungsvoll“ und die beiden Präsidiumsmitglieder Henrik Bier und Dr. Thomas Neyers stellten ihre optimistischen Visionen für die Branchenzukunft vor. Um mehr Vielfalt im Unternehmen ging es der Gastrednerin Denise Hottmann, die für HR Diversity + Inclusion bei der Boehringer Ingelheim Pharma GmbH & Co. KG. verantwortlich ist. Ihr Beitrag beleuchtete „Diversity – Theorie und Praxis“. Über die Ausbildungs-Initiativen des DTV wurde auch diskutiert.

• 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!