From the Sector

Knapp 150 Teilnehmende trafen sich auf der zweitägigen World Pultrusion Conference (WPC) in Hamburg, um sich in 25 Fachvorträgen über aktuelle Entwicklungen und Innova-tionen zu informieren. Organisiert wird die im zweijährigen Rhythmus stattfindende Veranstaltung von der AVK für die European Pultrusion Technology Association (EPTA) in Zu-sammenarbeit mit der American Composites Manufacturers Association (ACMA).

Momentan dominiert auf den Märkten der Branche in Deutschland und Europa eine eher negative Stimmung. Das europäische Composites-Produktionsvolumen war bereits in den vergangenen Jahren rückläufig. 2022 gab es einen Rückgang des europäischen Produktionsvolumens bei Composites um 9 %. Für 2023 muss nun erneut ein Rückgang von 8 % des Gesamtmarktes für Composites in Europa festgestellt werden. Der Weltmarkt für Composites hat sich demgegenüber im vergangenen Jahr positiv entwickelt und weist für 2023 bei einem Wachstum von etwa 5 % ein Gesamtvolumen von 13 Millionen Tonnen auf. Insgesamt war die Marktdynamik in Europa deutlich niedriger als weltweit. Der Marktanteil von Europa am Weltmarkt sinkt auf etwa 20 %.

Die Gründe sind vielfältig: Haupttreiber dürften die nach wie vor hohen Energie- und Roh-stoffpreise sein. Hinzu kommen weiterhin Probleme in einzelnen Bereichen der Logistik-ketten, beispielsweise auf einzelnen Handels-/Containerrouten sowie ein zurückhaltendes Konsumklima. Eine Verlangsamung des Welthandels und Unsicherheiten im politischen Bereich befeuern derzeit die negative Stimmung im Markt.

Die zwei zentralen Anwendungsbereiche sowohl für die Composites-Industrie generell, aber auch die Pultrusions-Industrie im Speziellen, sind der Bau-/Infrastrukturbereich und der Mobilitätssektor. Die Bauindustrie als zentraler Anwendungsbereich steckt aktuell in einer Krise: Noch sind die Auftragsbücher gut gefüllt, doch Neuaufträge bleiben vielfach aus. Hohe Zinsen und Materialkosten bei hohen Lebenshaltungskosten belasten vor allem den privaten Bau stark. Aber auch der öffentliche Bau kann die selbst gesteckten Ziele momentan nicht erreichen. Laut dem ZDB (Zentralverband Deutsches Baugewerbe) bleiben die Prognosen in diesem wichtigen Bereich düster: „Der Rückgang der Baukonjunktur setzt sich weiter fort. Der Umsatz wird in diesem Jahr real um 5,3 % zurückgehen und im kom-menden Jahr gehen wir von weiteren minus 3 % aus. Verantwortlich für das Minus bleibt der Wohnungsbau, der in diesem Jahr real um 11 % einbricht und 2024 mit -13 % seinen Sinkflug fortsetzt.“ Trotz steigender Zulassungszahlen ist auch die Automobilindustrie als wichtigster Anwendungsbereich für Composites noch nicht auf ihr altes Volumen von vor 2020 zurückgekehrt. Derzeit scheint es nicht zu gelingen, mit politischen Maßnahmen ein für die Industrie positiveres Umfeld zu schaffen.

Nachhaltigkeit wird zunehmend zu einem zentralen Thema der Industrie. In zwei Vorträgen des Europäischen Fachverbandes der Composites verarbeitenden Industrie (EuCIA) und des Amerikanischen Fachverbandes der Composites Industrie (ACMA) wurden Fortschritte und das politische Grundgerüst in den jeweiligen Regionen erläutert. Beide Vorträge kamen zu dem Schluss, dass der Handlungsdruck auf alle Akteure innerhalb der Industriezweige in den kommenden Jahren steigen wird. Composites verfügen über ausgezeichnete Eigenschaften in diesem Bereich, in den letzten Jahren wurden bereits viele Fortschritte hinsichtlich der Datenerfassung und auch im Bereich der Standardisierung erzielt. Diese gilt es zunehmend herauszuarbeiten und auch gegenüber der Öffentlichkeit zu betonen. Über entsprechende politische und normative Aktivitäten werden beide Fachverbände das Thema weitertragen und versuchen, die Industrie bei der praktischen Umsetzung zu unterstützen.

After a long phase of continuous growth, the composites market has seen strong fluctuations since 2018. In 2023, the overall market for composites in Europe fell by 8%.

The current mood on the markets in Germany and Europe is rather negative within the industry. The main drivers are the persistently high energy and raw material prices. Added to this are problems in logistics chains and a cautious consumer climate. A slowdown in global trade and uncertainties in the political arena are fueling the negative sentiment. Despite rising registration figures, the automotive industry, the most important application area for composites, has not yet returned to its pre-2020 volume. The construction industry, the second key application area, is currently in crisis. These factors have already caused the Eu-ropean composites production volume to fall significantly in recent years. There has now been another decline in Europe for 2023.

Overall development of the composites market
The volume of the global composites market totalled 13 million tons in 2023. Compared to 2022, with a volume of 12.3 million tons, growth was around 5%. In comparison, the European composites production volume fell by 8% in 2023. The total European composites market thus comprises a volume of 2,559 kilotons (kt) after 2,781 kt in 2022.

The market is therefore declining and falling back to the level of 2014. Overall, market momentum in Europe was lower than in the global market. Europe's share of the global market is now around 20%.

As in previous years, development within Europe is not uniform. The differences are due to very different regional core markets, the high variability of the materi-als used, a wide range of different manufacturing processes and widely differing areas of application. Accordingly, there are different regional trends, especially with regard to the individual processes, although there were declines in all re-gions and for almost all processes in 2023. At almost 50% of the market volume, the transportation sector accounts for the largest share of total composites pro-duction in terms of volume. The next two largest areas are the electri-cal/electronics sector and applications in construction and infrastructure.

The entire market report 2023 is available for download: https://www.avk-tv.de/publications.php.

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.

The winners of the prestigious Innovation Award for Fibre-Reinforced Plastics of the AVK, the German Federation of Reinforced Plastics, were presented in Salzburg this year. This award always goes to businesses, institutions and their partners for outstanding innovations in composites the three categories Products & Applications, Processes & Methods and Research & Science. Projects are submitted in all three categories and are evaluated by a jury of experts in engineering and science as well as trade journalists, who look at each project in terms of their levels of innovation, implementation and sustainability.

Products & Applications category
First place: “Insulating Coupling Shaft for Rail Vehicles” – Leichtbauzentrum Sachsen GmbH, partner: KWD Kupplungswerk Dresden GmbH

Second place: “Electric Car Battery Housing Components Based on Innovative Continuous Fibre-Reinforced Phenolic Resin Composites” – SGL Carbon

Third place: “High Performance Recycled Carbon Fibre Materials (HiPeR)” – Composites Technology Center GmbH (CTC GmbH), partners: Faserinstitut Bremen e. V, Sächsisches Textilforschungsinstitut e.V., C.A.R. FiberTec GmbH; partners Japan: Faserinstitut Bremen e.V., Sächsisches Textilforschungsinstitut e.V., C.A.R. FiberTec GmbH; Partner Japan: CFRI Carbon Fiber Recycle Industry Co., Ltd., IHI Logistics and Machinery Corporation, ICC Kanazawa Institute of Technology

Innovative Processes & Methods category
First place: “Chopped Fibre Direct Processing (CFP)” – KraussMaffei Technologies GmbH, partner: Wirthwein SE

Second place: “CIRC - Complete Inhouse Recycling of Thermoplastic Compounds” – Fraunhofer Institute for Production Engineering and Automation (IPA), partners: Schindler Handhabetechnik GmbH, Vision & Control GmbH

Third place: “CarboScreen – Sensor-Based Monitoring of Carbon-Fibre Production” – CarboScreen GmbH, partner: Institute of Textile Technology at RWTH Aachen University

Research & Science category
First place: “Development of a Stereocomplex PLA Blend on a Pilot Plant Scale” – Faserinstitut Bremen e. V.

Second place: “Fibre-Reinforced Salt as a Robust Lost Core Material” – Technical University of Munich, Chair of Carbon Composites, partners: Apppex GmbH, Haas Metallguss GmbH

Third place: “VliesSMC – Recycled Carbon Fibres with a Second Life in the SMC Process” – Sächsisches Textilforschungsinstitut e.V. (STFI), partner: Fraunhofer Institute for Chemical Technology (ICT)

Entries for the next Innovation Award 2024 can be submitted from January 2024 onwards.

Die AVK – Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e. V. bietet ab Dezember 2023 ein neues Seminar zur Prozesssimulation für Faserverbund-Kunststoffe an.

Prozesssimulation ist in vielen Industriebereichen nicht mehr wegzudenken und bietet auch für Faserverbundkunststoffe (FVK) enormes Potenzial. Moderne Prozesssimulationen fördern das Prozessverständnis und unterstützen die Prozess- und Werkzeugauslegung.

Die komplexen physikalischen Vorgänge, die aus der speziellen werkstofflichen Zusammensetzung von FVK resultieren, sind dabei eine Herausforderung. Die zielorientierte Auswahl und Anwendung von Simulationstechnologien erfordert ein Grundverständnis für die FVK-spezifischen Besonderheiten.

Das Seminar, das vom Simulations-Experten Dr. Miro Duhovic vom Leibniz-Institut für Verbundwerkstoffe in Kaiserslautern geleitet wird, bietet mit der grundsätzlichen Einführung in die Simulationsgrundlagen einen Einblick in die sich rasant entwickelnden Simulationsmöglichkeiten, aber auch -limitationen sowie gängige Anwendungsfälle und Aspekte der Eingangsdatengenerierung. Es wird die gesamte Bandbreite der Herstellprozesssimulationen betrachtet und am Beispiel der Resin-Transfer-Molding-Technologie ein detaillierter Einblick geboten, wobei die Teilnehmer selbst aktiv werden und ein erstes Simulations­modell mit einer Open-Source-Simulationssoftware erstellen und berechnen können.

Das erste Seminar zur Prozesssimulation findet am 5. Dezember 2023 in der AVK-Geschäftsstelle statt.

"Viele Unternehmen sitzen bereits auf gepackten Koffern und haben ihre Investitionsentscheidungen sind getroffen." Deutschland sei gerade erneut dabei, sich in multiple internationale Abhängigkeiten zu begeben und seinen Abschied aus dem Kreis der Industrienationen vorzubereiten. So beurteilen der Geschäftsführer der Industrievereinigung Chemiefaser e.V. (IVC), Dr. Wilhelm Rauch, und der Ressortleiter Umwelt-& Chemikalienpolitik des Zentralverbands Oberflächentechnik e.V. (ZVO), Dr. Malte M. Zimmer gemeinsam mit verschiedenen Unternehmen die Konsequenzen aus dem Plan der European Chemicals Agency (ECHA), rund 10.000 Alkylsubstanzen zu verbieten.

Die EU lasse dabei die Folgen auf Schlüsseltechnologien wie beispielsweise die grüne Energiewende komplett außer Acht. Lithiumbatterien, Windräder, Brennstoffzellen, Computerchips - für PFAS existierten aktuell zumindest in Hightech-Anwendungen keine Alternativen. Bis auf wenige längere Ausnahmeregelungen seien aktuell 18 Monate als Übergangsfristen vorgesehen. Das sei ein ausreichendes Zeitfenster, um die Produktion in Europa abzuwickeln und nach neuen Standorten zu suchen, beispielsweise in den USA. Dort werde die Fluorchemie als Schlüsseltechnologie massiv aufgebaut und als kostbares Gut mit Exportverboten belegt.

IVC und ZVO monierten, dass das Innovationsvermögen der europäischen Industrie hergeschenkt werde und man anderen Ländern den Markt mit allen preislichen und wettbewerblichen Konsequenzen überlasse. Als besonders betroffene Branchen führten die Verbände die Medizintechnik, Schutzausrüstung, Flugzeugbau und Automobilelektronik, den Textilmaschinenbau und Industrietextilien an. Abluftfilter mit PTFE-Membranen oder aus PTFE-Fasern stellten in der Müllverbrennung und in Zementwerken den Umweltschutz sicher, so dass keine Schadstoffe in die Atmosphäre gelangten. Membranen für Wasserstoff-Brennstoffzellen, Wasserstoffelektrolyseure, Lithium-Ionen-Batterien aus Karbonfaservliesen und der fluorchemischen Protonenaustauscher Nafion-Membran würden in Zukunft verboten und damit die die Pläne für eine Wasserstoffenergiewende dauerhaft nicht umsetzbar.

Die AVK – Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e. V. hat gemeinsam mit dem IKK, Institut für Kunststoff und Kreislaufwirtschaft der Leibniz-Universität Hannover, eine umfassende Studie zum Composites-Recycling erarbeitet.

Sie bietet eine systematische und umfassende Übersicht über die anfallenden Abfallmengen und die aktuellen sowie zukünftig verfüg- und umsetzbaren Lösungen zum hochwertigen Recycling. Dabei werden die Vor- und Nachteile zu den verschiedenen Verfahren bewertet sowie relevante gesetzliche Vorgaben und Normen betrachtet.

Das Thema Nachhaltigkeit und Recycling ist auch in der Kunststoffindustrie immer wichtiger geworden. Gerade im Bereich Leichtbau haben Composites enorme Vorteile. Darüber hinaus können die Materialien aber auch in Bezug auf Nachhaltigkeit einen hohen Mehrwert liefern. Warum Composites vorteilhaft sind, wurde bislang wenig systematisch oder eher punktuell untersucht. Mit der jetzt veröffentlichten Composites-Recycling-Studie, die vom IKK-Institutsleiter Professor Hans-Josef Endres und Dr. Madina Shamsuyeva mit Unterstützung von Industrievertretern aus dem AVK-Expertenarbeitskreis erarbeitet wurde, liegt die erste große Untersuchung zum Thema Recycling von Composites vor.

„Für Composites gibt es ein hohes Potential, auch wenn viele glauben, Faserverbundkunststoffe lassen sich schwer recyclen. Trotzdem darf man nicht vergessen, dass nicht alles, was beim Recycling möglich ist, auch wirtschaftlich oder nachhaltig ist. Hier gilt es genau hinzusehen. Diese Studie ist deshalb so wichtig, um herauszufinden, wie der aktuelle Stand ist, wohin sich der Markt entwickeln kann und wo noch Potential schlummert“, stellt AVK-Geschäftsführer Dr. Elmar Witten fest.

Prof. Hans-Josef Endres ergänzt: „Die Studie zeigt, dass in einigen Bereichen mehr recycelt wird, z. B. bei den Thermoplasten, in anderen Bereichen jedoch noch nicht. Gerade beim chemischen Recycling ist der Reifegrad der Technologien noch nicht sehr fortgeschritten und manchmal sind auch Anlagekapazitäten noch nicht ausgelastet. Hier muss noch Pionierarbeit geleistet werden, um z. B. interdisziplinäre Geschäftsmodelle auszuarbeiten. Gleichzeitig gibt es Anwendungen für Composites, die schon heute aus technischer Sicht einfach zu recyceln wären und es ‚nur‘ an der Logistik und dem Willen fehlt. Aber auch eine Harmonisierung von Gesetzen und Normen sowie der Rechtsprechung wäre wünschenswert, um das Composites-Recycling weiter voranzubringen.“

Die Studie ist zum Preis von 799,- Euro (zzgl. MwSt.) bei der AVK im PDF-Format erhältlich (ermäßigter Preis für AVK-Mitglieder: 399,- Euro zzgl. MwSt.).

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.

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."

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.