Kohlenstofffaser-verstärkte Duroplaste in Leichtbau-Anwendungen Herstellung, Nutzung und Wiederverwertung

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1 Kohlenstofffaser-verstärkte Duroplaste in Leichtbau-Anwendungen Herstellung, Nutzung und Wiederverwertung Prof. Dr. Oliver Türk, Björn Helsper M.Sc., Franziska Beringer M.Sc. Transferstelle Bingen

2 Kohlenstofffaser-verstärkte Duroplaste in Leichtbau-Anwendungen Herstellung, Nutzung und Wiederverwertung Prof. Dr. Oliver Türk, Björn Helsper M.Sc., Franziska Beringer M.Sc. Transferstelle Bingen

3 Die Transferstelle Bingen Gründung 1989 Als Institut an der Technischen Hochschule Bingen (TH Bingen) Integriert in die ITB ggmbh Themen: Regenerative Energiesysteme, Rationelle Energienutzung und Biogene Werkstoffe Mitarbeiter Wissenschaftliche Leitung: Prof. Dr. Oliver Türk Die TSB heute: 20 feste Mitarbeiter + 10 freie Mitarbeiter (Studierende) Bundesweite Projekte mit Schwerpunkt RLP Etwa 120 abgeschlossene Energieprojekte pro Jahr Fachtagungen zu unterschiedlichen Energiethemen mit ca Besuchern pro Jahr 3

4 Die Transferstelle Bingen Institut für Innovation, Transfer und Beratung gemeinnützige GmbH (ITB ggmbh) vom Land Rheinland-Pfalz getragene Gesellschaft Verschiedene Gesellschafter innerhalb der ITB ggmbh Ministerium der Finanzen- Beteiligungsverwaltung Industrie- und Handelskammer Rheinhessen Mainzer Volksbank, Sparkasse Rhein-Nahe Handwerkskammer Rheinhessen Die ITB organisiert den Transfer von Wissen aus den rheinland-pfälzischen Fachhochschulen zur Wirtschaft und hält dabei Kooperationsverträge mit der TH Bingen, FH Mainz, FH Worms Die TSB ist ein Geschäftsbereich der ITB ggmbh und nutzt diese auch als kaufmännische Organisation 4

5 Geschäftsführung TSB Prof. Dr. Oliver Türk Wissenschaftlicher Leiter der TSB Stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe Energetische Nutzung nachwachsender Rohstoffe Verbundwerkstoffe Dipl.-Ing. Joachim Walter Geschäftsführer der TSB Planung Energiedesign Forschung und Entwicklung Lüftungs- und Klimatechnik Energiemanagement Mobilitätskonzepte Biogene Werkstoffe Dipl.-Ing. Michael Münch Stellvertretender Geschäftsführer der TSB Geothermie Regionale und kommunale Energienutzung Energienutzung in der Abfallwirtschaft Klimaschutzkonzepte Gruben- und Thermalwasserwärmenutzung 5

6 Professoren an der TSB Prof. Dr. Ralf Simon Mitglied des Energiebeirats Rheinland-Pfalz Energiemanagement und - wirtschaft Virtuelles Kraftwerk Thermo- und Fluiddynamik Prof. Dr. Elke Hietel Wissenschaftliche Projektleitung Landschafts- und Bauleitplanung Landschaftsbildanalysen Artenschutz GIS und Landschaftsinformationssysteme Prof. Dipl.-Ing. Thomas Giel Wissenschaftliche Projektleitung Gebäudetechnik (Heizung, Sanitär, Lüftung, Elektro) Energieversorgung (KWK / Energieverteilnetze) Technisches Gebäudemanagement Prof. Dr. Markus Lauzi Wissenschaftliche Projektleitung Mess- und Regelungstechnik Beleuchtung Elektrische Antriebe Gebäude- und Industrieautomation 6

7 Tätigkeitsfelder Kommunen Energiewirtschaft Gewerbe & Industrie Biogene Werkstoffe Kommunale Energie- und Klimaschutzkonzepte Wärmeversorgung Gebäudeenergie Energiedesign Energieversorgung Geothermie Energiekonzepte für Abfall- und Abwasserbetriebe Energiewirtschaftliche Optimierung Zusatzvermarktungsmöglichkeiten Energiewirtschaftliche Bewertung der Eigenstromerzeugung Kommunikations- Hardund Software Studien zur Direktvermarktung Virtuelles Kraftwerk Erprobung von energietechnischen Anlagen am eigenen Prüfstand Energiekonzepte Energieaudit /- management Energiedesign/ Qualitätsmanagement Energiestrategien Ressourceneffizienz Prozessoptimierung Carbon Footprint Ökobilanzierung Nachhaltige Mobilität Wissenschaftliche Begleitung von Feldtests Biogene Werkstoffe Werkstoffliche Anwendung nachwachsender Rohstoffe Materialentwicklung Materialanalyse Alternativen zu petrochemischen Kunstund Verbundwerkstoffen Ressourceneffizienz Ökobilanzierung Veranstaltungen / Fachtagungen 7

8 Kunststoffe Thermoplaste Duroplaste Elastomere 8

9 Warum Kohlenstofffasern? 9 Suter

10 Warum Kohlenstofffasern? Fibretech 10

11 Kumulierter Energieaufwand 11

12 Textile Halbzeuge Schnittfasern Rovings Vlies Gewebe Gelege Geflechte Gewirke Gestricke Endlosfasermatte Braiding (3D-Gewebe) Multiaxialgelege... 12

13 Materialien / Verfahren Duroplastische Formmassen: Handlaminieren / Faserspritzen Nasspressen Wickelverfahren Pultrusion / Profilziehen Injektionsverfahren / RTM (VARTM) Spaltimprägnierverfahren Fließpressen von SMC / BMC Spritzgießen von BMC Prepreg (Autoklav) Duroplast-Tapelegen (Autoklav) Kontinuierliches Laminieren Schleuderverfahren Thermoplastische Formmassen: Pressen von GMT / LFT Organobleche (Tiefziehen) Tapelegen Spritzgießen von LFT 13

14 Materialien/Verfahren: SMC/BMC Polynt 14

15 Materialien/Verfahren: Prepreg Airtech 15

16 Materialien/Verfahren: Organobleche Kunststoffe 16

17 Materialien/Verfahren: Spritzgießen Toray / Wikipedia 17

18 Anwendungen: Sport Romay 18

19 AVK-Innovationspreis AVK 19

20 Anwendungen: Automobil Polynt / lightweight magazine 20

21 Anwendungen: Schiffsbau Brødrene AA 21

22 Anwendungen: Schiffsbau Brødrene AA 22

23 Anwendungen: Bau/Konstruktion 23

24 Anwendungen: Windenergie 24 Structeam Ltd.

25 Anwendungen: Windenergie 25 Structeam Ltd.

26 Anwendungen: Luftfahrt 26 JEC

27 Anwendungen: Luftfahrt 27 Wiedemann, DLR

28 Anwendungen: Automobil: BMW 28

29 Anwendungen: Automobil: BMW BMW 29

30 Anwendungen: Automobil: BMW SGL Carbon 30

31 Anwendungen: Automobil JEC 31

32 Anwendungen: Automobil JEC 32

33 Markt Wachstum JEC 33

34 Markt Produktionsmenge CF 34

35 Markt - Kohlenstofffasern 35 CCeV

36 Markt - Recycling 36

37 Markt - Recycling 37

38 Markt Recycling - WEA 38 bifa

39 Recycling Verfahren/Materialien 39

40 Recycling Verfahren/Materialien 40 CarboNxt

41 Pyrolyse - Carbonxt 41 CarboNxt

42 Pyrolyse - Carbonxt 42 CarboNxt

43 Pyrolyse - Carbonxt 43 CarboNxt

44 Pyrolyse - Carbonxt 44 CarboNxt

45 Pyrolyse - Carbonxt 45 CarboNxt

46 Automobilbauteile aus Rezyklat 46 Kunststoffe

47 Zusammenfassung Zunahme der Nutzung von Verbundwerkstoffen Kohlenstofffaser-verstärkte Verbundwerkstoffe sind ein Teil der Lösung im Hinblick auf aktuelle Herausforderungen CO2-Einsparung -> Leichtbau für Elektromobilität und Windenergie Produktionsmengen nehmen zu (Prognose +13 %/a) end-of-life -Bauteile nehmen zu Energieaufwand bei der Herstellung von C-Fasern enorm hoch Reyclingverfahren bislang nur wenige etabliert Verlust an Wertschöpfung bei der Wiederverwertung ( Downcycling ) bislang kaum vermeidbar Intelligenter Einsatz der reyclierten Materialien notwendig Weiterentwicklung der Reycling-Verfahren notwendig Ggf. Entwicklung neuer Verfahren 47

48 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 48

49 Haben Sie noch Fragen? Sprechen Sie uns gerne an. Transferstelle Bingen, Berlinstraße 107a, Bingen Telefon: , Mail: 49