Erfolgsfaktor Ressourceneffizienz
Der Markt für ressourceneffiziente Maschinen und Anlagen ist ein Wachstumsmarkt. Durch konsequenten Leichtbau und den Einsatz innovativer Faserverbundmaterialien lässt sich etwa die aufzuwendende Energie für stark beschleunigte Massen signifikant reduzieren. Bei Produkten wie Antriebswellen oder Greifersystemen führt dies zu erheblichen Produktivitätsvorteilen. Produktionsmengen lassen sich durch verkürzte Taktzeiten mit Hilfe von höheren Beschleunigungen und weniger bewegten Massen steigern. Große Potentiale liegen in der Erschließung gänzlich neuer, wegweisender Anwendungsfelder. Professor Andre Baeten von der Hochschule Augsburg skizziert ein Szenario: „Zum einen sehe ich ein zukunftsstarkes Feld im Einsatz von Faserverbundmaterialien bei mechanischen Energiespeichersystemen und natürlich E-Mobility-Konzepten. Zum anderen lassen sich durch Funktionsintegration in Faserverbund-Maschinenkomponenten große Effekte erzielen. Ich denke hierbei an die Sensorik von Schallemissionen, Kräften und Momenten oder die online-Betriebsüberwachung. Da sprechen wir also über Faserverbund als einen wesentlichen Schlüsselfaktor in der Industrie 4.0.“
Entwicklung und Anwendungen
Schon lange sind Faserverbundmaterialien im Maschinen- und Anlagenbau ein Thema. Zunächst wurde der Werkstoff in Einzelanwendungen für spezialisierte Nischen wie Werkzeughalter, Greifer oder Verlängerungshülsen getestet. Schon bald waren Systemlösungen gefordert, die das Design, die Herstellung und den Service von Antriebswellen oder Papierwalzen aus Faserverbund integrieren. Heute erleben wir ein breites Anwendungsspektrum und die Erschließung neuer Märkte, wie z.B. im Werkzeugmaschinenbau, in der Fördersystemtechnik oder bei Transport- und Logistiksystemen, wo Leichtigkeit ein Schlüsselfaktor ist. Heute sind Faserverbundmaterialien in der Kraftübertragung (z.B. Antriebsstränge, Antriebswellen von PKWs, Pumpenräder aus CFK), in Motorenkomponenten (Ansaugkrümmer von Verbrennungsmotoren aus CFK), in hochdynamische Komponenten bei Textilmaschinen, im Transportwesen (z.B. Schiffsbau) oder in der Druck- und Papiertechnik (Papierwalzen aus CFK in Papiermaschinen) im erfolgreichen Einsatz.
Wegweisende Kooperationsprojekte: MAI Carbon, FORCIM3A
Zahlreiche Anstrengungen unternimmt das Spitzencluster MAI Carbon, z.B. im Rahmen des Projektes „MAI Span“ zur Entwicklung eines hybriden Leichtbau-Spannfutters mit integrierter Absaugung. Ebenso werden im Rahmen des Förderprojektes FORCIM3A, einem Zusammenschluss einschlägiger Unternehmen und Forschungseinrichtungen, die Überwindung von Hürden beim Einsatz von Composites im Maschinen- und Anlagenbau untersucht. Insbesondere geht es hier auch um Mischbauweisen aus CFK und Metall, etwa für Wellen, Walzen, Wellenausgleichselemente oder Tragarmstrukturen.
Herstellverfahren und eingesetzte Technologien
„Zu den gängigsten heute eingesetzten Herstellverfahren zählt heute die Wickeltechnik für rotationssymmetrische Composite-Bauteile, etwa bei Antriebswellen und Papierwalzen. Bei dreidimensionalen Versteifungselementen setzen wir vor allem auf die Flechttechnik. Bei Versteifungselementen und einfachen Profilen kommt die Pultrusion zum Einsatz und bei flächigen Strukturelementen und großen Stückzahlen hat sich das Nasspressen als effizient erwiesen“, erläutert Professor Andre Baeten die Produktionsumgebung. „Die eingesetzten Technologien sind insbesondere das Preforming mit eingeklebten Inserts und Funktionselementen, metallische Interfaces zu Maschinenkomponenten wie Schrauben, Lager und Zahnräder und die Sandwichbauweise zur Funktionsintegration“, so der Professor für Leichtbau und Faserverbundtechnologie an der Fakultät für Maschinenbau und Verfahrenstechnik an der Hochschule Augsburg weiter.
Starke Resonanz aus dem Maschinen- und Anlagenbau
Für Philip Häußler, Projektleiter der „EXPERIENCE COMPOSITES – powered by JEC Group“ ist eine starke Präsenz des Maschinen- und Anlagenbau auf seiner Messe besonders wichtig: „Dieses Segment ist ein Grundpfeiler der deutschen Industrie und zudem in unserer Region traditionell besonders stark verankert. Wir wollen zeigen, wie Composites-Anwendungen und Leichtbau neue Impulse im Maschinen- und Anlagenbau setzen. Unsere Aussteller werden live präsentieren, was hier alles schon möglich ist und wo die Entwicklung hingeht.“ Entsprechend groß ist das Interesse im Maschinen- und Anlagenbau, auf der neuen Leitmesse in Augsburg auszustellen. Dr. Markus Lang von Voith Composites: „Wir freuen uns auf die neue Messe in Augsburg. Wir erwarten viele Impulse, gute Gespräche und gewinnbringende Kontakte. Wichtig ist für uns, dass wirkliche Innovationen in Augsburg zu sehen sind. Und natürlich wollen wir unser Geschäft weiter voranbringen. Nach Augsburg werden ja auch vor allem solche Unternehmen kommen, die in neue Anwendungen mit Faserverbundmaterialien und Leichtbau einsteigen wollen. Wir haben dabei das Gefühl, dass die Macher dieser Messe sich viel Neues einfallen lassen und wir ein wirklich tolles Event erleben werden. Dass die renommierte JEC Group und das Netzwerk CCeV mit im Boot sind, war für uns ein weiterer Grund dabei zu sein.“
Zukunftstrend Hybridbau
Einen starken Trend beim Einsatz von Faserverbundmaterielein im Maschinen- und Anlagenbau sieht der Spezialist Baeten in der Hybridbauweise: „Natürlich denke ich dabei an die Sandwichbauweise zur Funktionsintegration. Aber auch die Anbindung von Faserverbund-Maschinenelementen mit Hilfe von metallischen Interfaces, etwa bei Antriebswellen aus CFK oder mit Anschlussstücken aus Stahl diskutieren wir mit Unternehmen häufig“. Andre Baeten ist sich sicher, dass Composites den Maschinen- und Anlagenbau massiv bereichern werden, bei Maschinenelementen, Werkzeugmaschinen, Robotern und Automatisierungselementen, in der Mess- und Prüftechnik, der Verpackungsindustrie oder Fluidtechnik. „CFK und Leichtbau im Maschinen- und Anlagenbau bedeutet Ressourceneffizienz. Diese wiederum senkt die Kosten. Und genau hier will unser Event starke Impulse setzen. CFK in der Maschinen- und Anlagenindustrie soll nach unserer Messe in noch mehr Unternehmen ein Thema sein“, setzt Philip Häußler sich und seinem Team große Ziele.
Weitere Informationen:
www.experience-composites.com
https://www.facebook.com/Experience-Composites-1007308912678593/info/?tab=page_info
https://twitter.com/ExpComposites
https://de.linkedin.com/in/experience-composites-12024311b
Über JEC:
Mit einem Netzwerk von 250.000 Fachleuten ist die JEC-Group die größte Faserverbund-Organisation der Welt. Sie repräsentiert, vermarktet und hilft, Verbund-Märkte zu entwickeln durch globale und lokale Vernetzung und Informationsdienste. In den letzten 20 Jahren erreichte JEC kontinuierliches Wachstum und erwarb sich einen internationalen Ruf. Sie hat Niederlassungen in Nordamerika und Asien eröffnet. Das Unternehmen ist völlig im Besitz des Non-Profit-Centers für Förderung von Composites. Die Politik der JEC Group ist es, systematisch ihre Gewinne in die Schaffung neuer Services zu investieren, die der Industrie zugutekommen. Nachdem die Composites-Industrie erfolgreich wurde, erweitert die JEC-Group nun ihren Leistungsumfang auf einen neuen Bereich der Wertschöpfungskette - die Hersteller und Endnutzer.
Durch Wissen und Networking bieten JEC-Experten ein umfassendes Servicepaket: Die JEC Publikationen - einschließlich der strategischen Studien, technischer Bücher und des JEC Composites Magazins - den wöchentlichen internationalen E-Letter World Market News und den französischen E-letter JEC Info Composites. JEC organisiert ebenfalls die JEC World Show in Paris - die größte Faserverbund-Messe weltweit, die fünfmal größer ist als jede andere Faserverbund-Veranstaltung, JEC Asia in Singapur und JEC Americas in Atlanta; das Web Hub www.jeccomposites.com; der JEC Composites Kongresse, Foren und Workshops in Paris, Singapur und Atlanta und das JEC Innovation Awards-Programm (Europa, Asien, Amerika, Indien und China). Der Composite-Industrie beschäftigt 550.000 Fachleute weltweit und erwirtschaftete 69 Milliarden US-Dollar im Jahr 2015.
www.jeccomposites.com
Über Carbon Composites e.V.:
Carbon Composites e.V. (CCeV) ist der größte deutschsprachige Verbund von Unter-nehmen und Forschungseinrichtungen und deckt die gesamte Wertschöpfungskette der Hochleistungs-Faserverbundwerkstoffe ab. CCeV vernetzt Forschung und Wirtschaft in Deutschland, Österreich und der Schweiz.
CCeV versteht sich als Kompetenznetzwerk zur Förderung der Anwendung von Faserverbundwerkstoffen. Die Aktivitäten von CCeV sind auf die Produktgruppe „Marktfähige Hochleistungs-Faserverbundstrukturen“ ausgerichtet. Schwerpunkte liegen auf Faserverbundstrukturen mit Kunststoffmatrices, wie sie aus vielen Anwendungen auch einer breiteren Öffentlichkeit bekannt sind, sowie auf Faserverbundstrukturen mit Keramikmatrices mit ihren höheren Temperatur- und Verschleißbeständigkeiten.
CCeV wurde 2007 gegründet und hat heute rund 280 Mitglieder, darunter 54 Forschungseinrichtungen, 45 Großunternehmen, 138 kleine und mittlere Unternehmen, 30 assoziierte Mitglieder sowie 6 unterstützende Organisationen. Sitz des Vereins ist Augsburg.
www.carbon-composites.eu