Leichtbau mit Faserverbundwerkstoffen
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- Krista Flater
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1 Leichtbau mit Faserverbundwerkstoffen R.Lützkendorf, T.Reußmann Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff- Forschung e.v. / Rudolstadt M.Danzer SGL Automotive Carbon Fibers Gmb&Co.KG / München Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung
2 Gliederung: 1. Leichtbau mit Faserverbundwerkstoffen/CFK 2. Partner und Entwicklungsinhalte 3. Industrialisierungen 4. Ausblick
3 Leichtbau mit Faserverbundwerkstoffen Leichtbauweisen Quelle: 4Ming Technologies Branche Quelle: BMW AG Leichtbaumaterialien Metallische Leichtbaumaterialien Stahl, Aluminium, Magnesium Verbundwerkstoffe (Faserverbund) Quelle: BMW AG Hybride Strukturen
4 Faserverbundwerkstoffe Matrixmaterial Verstärkungsfasern (endlos, lang, kurz) Verarbeitungsverfahren: Verschiedene Harzsysteme (z.b. Epoxidharz, Vinylesterharz, Ungesättigtes Polyesterharz, Phenolharze) Thermoplastische Systeme (z.b. Polyolefine, Polyamide, Polybutylenterephthalat) Carbon-, Glas-, Naturfasern Halbzeuge: Gewebe, UD-Gelege, Multiaxialgelege, Tapes, Matten, Granulate z.b. Harzinjektionsverfahren, Nasspressverfahren SMC-/BMC-Formmassen GMT, LFT, Spritzguß,. Quelle: SGL
5 Etablierte Einsatzgebiete CFK: Quelle: SGLACF Carbonfasern sind industriell hergestellte Fasern, die aus 95 % Kohlenstoff bestehen Ein ACF Carbonfaserbündel (Roving) umfasst Einzelfilamente Ein Filament hat einen Durchmesser von etwa 7
6 Leichtbaupotenzial Quelle: SGL Benteler
7 SGL Automotive Carbon Fibers Fakten zum Joint Venture ACF Die BMW Group profitiert durch das Carbonfaser Know-how. Die SGL Group gewinnt einen starken Partner aus dem automotive Umfeld. Gründung: Joint Venture Gesellschaften: Anteile: 29. Oktober 2009 SGL Automotive Carbon Fibers LLC SGL Automotive Carbon Fibers GmbH & Co KG BMW Group: 49 %; SGL: 51 %. Das Joint Venture wird paritätisch geführt. SGL ACF Hauptsitz: München Produktionsstandorte: Investitionen: Neue Stellen: Moses Lake, WA (USA). Carbonfaser Produktion. Wackersdorf (Germany) Gelege Produktion und Recycling. MOL: 200 Mio. USD / bis 2015: ca. 300 Mio. USD; WAK: 20 Mio. EUR. MOL: 150 Stellen WAK: 250 Stellen. 7
8 SGL Automotive Carbon Fibers Carbonfaserherstellung/-verarbeitung Mitsubishi Rayon Co. Ltd. (MRC) Produktionskette. Mitsubishi Rayon-SGL Precursor Co. Ltd. SGL ACF Automotive Carbon Fibers Otake/ Japan Moses Lake/ USA Wackersdorf/ Deutschland Rohöl Propylen Acrylnitril PAN Precursor Oxid. Faser Carbonfaser Carbongelege Cracken Ammoxidation Polymerisation Oxidation Carbonisation Wirken BMW Group Landshut & Leipzig/ Deutschland Leipzig/ Deutschland Wackersdorf/ Deutschland Gemeinsame Patente Stack Propyl Preform en CFK-Bauteil BMW i3/ i8 Stacken Stanzen Harzen Endmontage Recycling Titel der Präsentation Datum. 8
9 SGL Automotive Carbon Fibers Wertstoffherstellung und -verarbeitung Standorte Wackersdorf/ Deutschland. Herstellprozess Carbon-Vlies- Gelege-Komplex. Schneiden Öffnen Ausrichten Verbinden Trockenes Verschnittmaterial: Faservorbereitung: Vliesherstellung: Vlieskomplex-Herstellung: Roving, Gelege, Preformverschnitt. Schneiden des Materials. Öffnen des Materials. Vliesbildung/ Erzeugung der Faserorientierung. Fixierung/ Stabilisierung. Verarbeitung des Vlieses zu Mehrschichtkomplexen. Rückführung des Recycling-Halbzeuges in die CFK-Herstellprozesskette. Titel der Präsentation Datum 9
10 Schwerpunkte der Kooperation Recyclingverfahren Recyclingfaser Halbzeugentwicklung/Herstellungsverfahren Organoblech Entwicklung Faserverbund/Herstellungsverfahren SMC Charakterisierung/Methodenentwicklung Prototyping/Vorserienfertigung
11 TITK Industrialisierung Vlies- und Bauteilherstellung mit recycelten Carbonfasern SGL ACF/BMW Quelle: SGLACF >> Anwendung des Recycling-Vlieses im Dach des BMW i3 und i8. << Quelle: BMW AG >> Anwendung des Recycling-Vlieses in der Sitzschale des BMW i3. << Quelle: BMW AG
12 Vlies- und Bauteilherstellung mit recycelten Carbonfasern TITK Industrialisierung SGL ACF/BMW Quelle: BMW AG >>Anwendung des Recycling-Vlieses in der C-Säule des 7er BMW Quelle: BMW AG Quelle: BMW AG
13 Ausblick Die nächsten Entwicklungsschritte: - Verkürzung der Prozessketten/ Einsparung von Prozessschritten/ Direktverfahren - Entwicklung abfallarmer Prozesse Quelle: 4Ming - Einsatz thermoplastischer Matrixwerkstoffe Prozesskosten senken Roboterunterstützte Fertigungsverfahren CNC-Cutter Nähkopf Doppelbandpresse
14 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung
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