From the Sector

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

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

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

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

Wie können thermoplastische Tapes Kosten senken und zugleich Produkteigenschaften von Spritzgussteilen steigern?

Das AZL und das IKV entwickeln gemeinsam mit Unternehmen Szenarien, wie thermoplastische Tapes vermehrt bei der Herstellung von Spritzgussteilen eingesetzt werden können. Mittelständi-sche Spritzgießer, Tape-Hersteller, Maschinen- und Werkzeugbauer sowie OEMs und Tier 1s wer-den in die Erarbeitung aktiv einbezogen und profitieren von den Ergebnissen. Das AZL und das IKV laden interessierte Unternehmen ein, an der gemeinsamen Studie sowie der Auftaktveranstaltung während der Fakuma 2018 am 18. Oktober 2018 teilzunehmen.

Als lokale Verstärkungen ermöglichen thermoplastische Tapes, Produkteigenschaften von Spritzgussbautei-len zu verbessern und gleichzeitig aufgrund eines effizienten Materialeinsatzes Kosten zu sparen: Erhöhte Steifigkeit und Festigkeit, höhere Oberflächenhärte sowie eine verbesserte Optik bieten vor allem kleinen und mittelgroßen Spritzgießern Produktvorteile bei konventionellen Spritzgussteilen. Doch die Mehrheit der Spritzgießer setzt thermoplastische Tapes und ihr Potenzial nur vereinzelt ein.

Einbezug von Spritzgießern, Tape-Herstellern, Maschinen- und Werkzeugbauern sowie OEMs und Tier 1s
Die Experten der RWTH Aachen erarbeiten einen systematischen Überblick über Spritzguss-Anwendungen, die sich besonders eignen, um mit Hilfe thermoplastischer Tapes optimiert zu werden. Dabei liegt der Fokus insbesondere auf konventionellen Spritzgussteilen und nicht ausschließlich auf typischen Leichtbau-Anwendungen. Wichtiges Ergebnis des Projekts wird zudem eine umfassende Dokumentation des Stands der Technik von relevanten Methoden und Technologien für die Bauteilentwicklung und -fertigung sein. Durch den aktiven Einbezug der gesamten Wertschöpfungskette profitieren alle beteiligten Firmen von dem erarbeiteten Wissen und dem Austausch: So werden Entwicklungs- und Fertigungsprozesse analysiert und entwickelt, die insbesondere Spritzgießern helfen, thermoplastische Tapes in ihrer Produktion zu nutzen und das Potenzial der Technologie zu bewerten. Tape-Hersteller und Maschinen- und Werkzeugbauer erhalten Einblicke in die Anforderungen und Herausforderungen bei der Verwendung thermoplastischer Tapes aus Sicht der Verarbeiter. OEMs und Tier 1s profitieren vom direkten Austausch mit Lieferanten, um ihre Bedar-fe und Anforderungen zu kommunizieren und Applikationen gemeinsam zu bewerten.

Sechs Monate und drei Phasen führen zu einer Leitlinie
Die 6-monatige Studie wird mit einer Kategorisierung von Entwicklungsprozessen in Spritzgieß-Betrieben starten und im Anschluss einen Überblick über vielversprechende Anwendungen erarbeiten. Münden wird die Studie in Handlungsempfehlungen: Business Cases für hybride thermoplastische Teile werden konkrete Anwendungsbeispiele für Komponenten liefern. Zudem werden Maßnahmen zur Überwindung technischer und organisatorischer Barrieren sowie ein praktischer Leitfaden zur Projektinitiierung, Konstruktion, Fertigung und Planung aufgestellt.

Spritzgießer, Tape-Hersteller und Compoundierer, Maschinen- und Werkzeugbauer sowie Engineering-Dienstleister und OEMs und Tier 1s sind eingeladen, an der Studie teilzunehmen, die am 18. Oktober 2018 während der Fakuma in Friedrichshafen beginnt.

Weitere Informationen

• https://azl-aachen-gmbh.de/thermoplastics
• Download der Studienbeschreibung mit Möglichkeiten zur Beteiligung:
  https://azl-aachen-gmbh.de/wp-content/uploads/2018/08/Potentials-and-Challenges-of-Thermoplastic-Tapes-for-SME-Injection-Molders.pdf
• Registrierung zum Kick-Off Meeting am 18. Oktober 2018 auf der FAKUMA:
  https://azl-aachen-gmbh.de/termine/study-kick-off-thermoplastic-tapes-for-injection-molders/

Das Aachener Zentrum für Integrative Leichtbau (AZL) der RWTH Aachen installiert in seinem Technikum eine neue ENGEL-Spritzgießanlage. Die ENGEL Deutschland GmbH, in Kooperation mit dem ENGEL Technologiezentrum für Leichtbau-Composites in Österreich, wird das 2-Komponenten-Spritzgieß-System mit Drehtisch und 17.000 kN Schließkraft im Jahr 2019 in Betrieb nehmen. Dieser Maschinenaufbau ist die Basis für die Weiterentwicklung effizienter Inline-Kombinations-Technologien mit unterschiedlichen Polymerwerkstoffen.

Das ENGEL-Spritzgießsystem ermöglicht die innovative Kombination bereits etablierter Faserverbundkunststoff-Verfahren und die Entwicklung neuer individueller Verfahren. Im Mittelpunkt steht die Steigerung der Ressourceneffizienz in der Leichtbau-Produktion. Mit der neuen Anlage können neue Forschungs- und Entwicklungsinitiativen einen effizienteren Materialeinsatz adressieren, der letztlich der Schlüssel zur Massenproduktion von Leichtbauteilen ist. Der Fokus wird dabei auf Multimaterialsystemen, kontinuierlichen Prozessen und Prozessketten sowie selbstoptimierenden Prozesse liegen.

Dr.-Ing. Michael Emonts, Geschäftsführer des Aachener Zentrums für integrativen Leichtbau (AZL) freut sich darauf, mit dem neuen Spritzgießsystem neue innovative Leichtbauverfahren zu realisieren: „Diese neue Spritzgießanlage bietet uns als Spezialisten für die Leichtbau-Produktionstechnik in Kooperation mit den Spritzgießexperten des Instituts für Kunststoffverarbeitung – dem IKV – die Möglichkeit, Hybridverfahren für industrielle Leichtbau-Anwendungen zu etablieren. Das System wird unseren bestehenden Maschinenpark im AZL-Technikum erweitern und als wichtige Plattform für die Leichtbau-Forschung an der RWTH zur Verfügung stehen."

Als aktive Partnerfirma des AZL-Partnernetzwerks arbeitet ENGEL bereits seit vielen Jahren eng mit dem AZL zusammen. Dr. Stefan Engleder, CEO der ENGEL-Gruppe, betont die Bedeutung dieser engen Zusammenarbeit mit den Technischen Universitäten und insbesondere mit dem AZL: „Das AZL bietet beste Voraussetzungen für industrienahe Forschungsaktivitäten im Bereich Leichtbau-Verbundwerkstoffe, da es sich durch einen starken interdisziplinären Ansatz auszeichnet. Das AZL profitiert von der guten Infrastruktur und der Zusammenarbeit mit namhaften Instituten der RTWH Aachen. ENGEL freut sich auf die Zusammenarbeit mit dem AZL bei der Entwicklung effizienter Leichtbau-Verbundwerkstoff-Massenproduktionsverfahren.“

Das AZL-Technikum umfasst neben den zahlreichen Faserverbund- und Leichtbauanlagen auf dem Campus der RWTH Aachen zusätzliches Großserien-Equipment für die Entwicklung von Verfahren zur Leichtbau-Produktion, wie zum Beispiel eine Composite-Presse der Schuler Pressen GmbH mit 18.000 kN Schließkraft.

The AZL will continue its collaboration on composites in buildings and infrastructure after completing an initial market and technology study which identified new potentials for composite technologies in buildings and infrastructure markets. The aim of the new AZL Workgroup which will meet for the first time on January 25th, 2018 is to jointly develop new applications and to support the business development for composites in these two growing markets. The meeting is open to interested companies from the composite industry as well as the building and infrastructure markets.

The aim of the initial workgroup meeting will be to turn insights from the study into a long-term workgroup collaboration and to define topics and initiatives for the joint cooperation in the field of process and manufacturing technologies, fire safety regulations, materials as well as standards and norms. Industrial keynote presentations will introduce these action fields and will provide an insight into building and infrastructure applications for composites. The meeting will furthermore provide a platform to network with companies along the entire composite value chain.

Dr. Amer Affan, CEO and founder of AFFAN Innovative Structures based in Dubai is in charge of various composite projects for buildings such as the Museum of the Future in Dubai: “We have been utilizing structural composites in construction since 2010. Composites is a truly high-tech material compared with the traditional building materials (steel, concrete, timber and aluminum) but it is still to be recognized as such in the conservative and price-sensitive building industry. AZL, particularly its location at the RWTH Aachen University and its partner companies, offers a good platform to progress the use of composites in construction.”

AZL together with more than 25 companies just completed the Joint Market and Technology Study on “New Potentials for Composite Technologies in Buildings and Infrastructure” establishing a broad knowledge on business opportunities for composite technologies in these two growing markets. In a structured approach, the study determined the key segments as well as the technologies/applications with the highest market and technological potential. Analyses of 20 market segments, investigation of 438 applications, technology analyses of 25 highlight components and 11 detailed business cases were elaborated throughout the study. Additional to requirement analyses for materials and production technologies, new concepts for efficient profitable production technologies and cost engineering analysis were developed. With the workgroup, the AZL will take this initiative a step further with the aim to build a long-term cooperation platform for composites in buildings and infrastructure markets.

Justin Jin, CEO of the Korean company AXIA Materials participated in the study and is part of the AZL Partner Network: “As producer of large thermoplastic composite sheets and composite SIP (Structural Insulated Panel), we are eager to drive composites in B&I applications with the best efficient way. The AZL study on Buildings and Infrastructure provided us a great networking with key players in this business field and opportunities to strengthen our products with the key elements from partners. The study also gave us a proper market understanding including market size/volume in numbers to prove the value of this technology to building industry. We are looking forward to following up on these first insights and to realize applications with the AZL and its partners.”

Besides the networking options, the meeting will offer the opportunity to get an insight into the activities of the AZL Network consisting of nine research institutes at the RWTH Aachen Campus and more than 80 companies from 21 countries. During an optional guided tour, participants will visit selected institutes at the RWTH Aachen Campus. The meeting is open to all interested companies and free of charge.

More Information on Meeting and the Study
Information on AZL activities in the field of buildings and infrastructure:
www.azl-lightweight-production.com/composites-buildings-infrastructure
Details and registration to first Workgroup Meeting on January 25th, 2018:
http://www.azl-lightweight-production.com/termine/1st-workgroup-meeting-buildings-infrastructure