ALTERNATIVES VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON WASSERSTOFFDRUCKTANKS

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1 ALTERNATIVES VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON WASSERSTOFFDRUCKTANKS

2 Wer ist REHAU? - Familienunternehmen - Gründung Standorte weltweit BUILDING SOLUTIONS Kernthemen: Energieeffizient, Wassermanagement, Infrastruktur AUTOMOTIVE Kernthemen: Leichtbau, Alternative Antriebe und neue Mobilitätslösungen. INDUSTRIAL SOLUTIONS Kernthemen: Produkt- und Designlösungen für die Möbelindustrie, Entwicklungen im Rohr-, - ca Mitarbeiter und regenerative Energien. Schlauch und Haushaltsgerätebereich. Was sind die Interessen REHAUs? Neue Polymermaterielien Integrierte Polymer-basierte Lösungen Leichtbaukonstruktionen und designs Struktur-Leichtbaulösungen Moderne Verfahrenstechnologie Multifunktionelle und funktionsintegrierte Produkte / 2

3 ENTWICKLUNGSSTAND Nasswickelverfahren: Imprägnieren der Rovings in einem Harzbad Aufbringen der imprägnierten Rovings auf einen rotierenden Wickelkern Nasswickelverfahren: Faseraufbringung Nasswickelverfahren; Hoop und Helixwickelung Nachteile: Limitierung der Rotationsgeschwindigkeit durch Abspritzen des Harzes (Zentrifugalkraft) Lange Zykluszeiten Limitierung der Fasereffizienz durch suboptimale Faserausrichtung Hohe Faserkosten Relativ hohe Prozessschwankungen Variierende Produktqualität / 3

4 REHAU s NEUES DRUCKTANKKONZEPT Entwicklung eines innovativen Fertigungsprozesses mit den Vorteilen: Optimierte Faserökonomie Maximiertes Speichervolumen Integration eines neuen Befestigungskonzeptes Aufteilung des Prozesses in abgegrenzte, automatisierbare Schritte Boss Aluminium CFRP - Armierung Fasertyp: TORAY T700 Matrix: Epoxyharz SPEZIFIKATION DES PROTOTYPS Betriebsdruck: 700 bar Gesamtlänge: ca.1000 mm Durchmesser: 333 mm Geometrisches Volumen: ca. 50 l Dichtkonzept Patentiertes Dichtkonzept Polymer Liner PA6 Blindboss Aluminium Gesamtgewicht: ca. 35 kg / 4

5 Alternatives Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffdrucktanks REHAU s NEUES DRUCKTANKKONZEPT 1: FLECHTEN Aufbringen von Lage 2 Aufbringen von Lage 38 Vorteile des Flechtens Fixierung der Fasern über Kreuzungspunkte Faserausrichtung frei wählbar Optimierung der Faserausrichtung auf den jeweiligen Spannungszustand möglich Verbesserte Fasereffizienz / 5

6 REHAU s NEUES DRUCKTANKKONZEPT 2: KONSOLIDIERUNG (Resin Transfer Molding) Einbringen der Preform in das RTM Werkzeug Druckbeaufschlagung des Liners Komprimierung der Faserlagen durch Linerexpansion Reduzierte Faserundulation Harzinjektion in die komprimierte Preform Erzielen eines hohen Faservolumengehalts Reproduzierbare Prozessqualität Geringe Bauteiltoleranzen (Außenkontur) Entwicklung eines neuen Fertigungsverfahrens für Drucktanks / 6

7 Alternatives Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffdrucktanks LEICHTBAUTECHNIKUM Roboter Radialflechtmaschine Lineareinheit 1 Werkzeugträger Radialflechtmaschine: Klöppel: ca. 200 Druchmesser: ca. 9 m Hochdruck RTM- Einheit: Zuhaltekraft: 400 t Max. Injektionsdruck: 200 bar Aufspannfläche: 2 x 3 m Lineareinheit 2 Injektionseinheit RTM- Werkzeug RTM-Werkzeug mit Schieber Automatisiertes Handling Leichtbautechnikum / 7

8 ENTWICKLUNGSSTAND Schlüsselanforderungen nach EC 79/2009 Burst Test Hydraulic Test Leak Test Permeation Test Accelerated Stress Rupture Test Ambient Pressure Cycling Test Extreme Temperature Pressure Cycling Test Berstdruckwerte zwischen 1650 and 1760 bar Druckaufbaudiagramm für Drucktank P07 Berstdruck1756 bar Zielerrichung Schlüsselanforderungen nach EC 79/2009 erfüllt Daten zur Bauteilperformance (10-20% Fasereinsparung) bestätigt Start-up Phase des Technikums abgeschlossen Erste Tests für das neue Befestigungskonzept erfolgreich absolviert Berstdruckwerte von verschiedenen Drucktanks mit identischem Aufbau / 8

9 Danke für Ihre Aufmerksamkeit!! / 9