Erfolgreiches Resümee der 1. Internationalen CFK-Convention in Stade

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Am 13. und 14. Juni tagten etwa 400 internationale Experten der Kohlenstofffaser-Branche im CFK-Valley in Stade. Ministerpräsident Wulff bezeichnete die kohlefaserverstärkten Leichtbaumaterialien als „eine Trumpfkarte in Niedersachsen“. Niedersachsens Wirtschaftsminister Hirche zeichnet Spitzenleistung von Marco Göttinger mit dem „Composite Innovations Award“ aus. Auch der Ingenieurnachwuchs wächst kräftig: Ende des Jahres sollen bereits 100 Hochschüler am Composite-Campus studieren.

Chr. Wulff (Ministerpäsident Niedersachsen)

Prozessoptimierung, Automatisierung, Bauteilkomplexität. Das sind nur drei Stichwörter von vielen, die am 13. und 14. Juni in Stade zu hören waren. Rund 400 Kongressteilnehmer verfolgten Fachvorträge und erkundigten sich auf der begleitenden Messe über die Trends bei den Kohlenstofffaserverstärkten-Werkstoffen (CFK).

Eröffnet wurde die erste CFK-Convention von Niedersachsens Ministerpräsident Christian Wulff. Dieser beschrieb den Standort Stade als „eine der Trumpfkarten des Landes“. Dem Kompetenznetz CFK-Valley gehören über 65 Unternehmen und Forschungseinrichtungen an. „Ich bin fest davon überzeugt, dass das Thema CFK in aller Munde sein wird. Leichtbau ermöglicht die Reduzierung des Treibstoffverbrauchs sowohl in der Luft als auch am Boden“, unterstrich Wulff.

Dr. J. Botti (CTO, EADS)

Die Bedeutung des Themas veranschaulicht die Luftfahrtbranche in besonderem Maße. Der Kohlefaseranteil bei Airbus und Boeing stieg im Laufe der Jahre beträchtlich. Hatte der A310 von 1983 noch weniger als fünf Prozent CFK-Anteil, so bringt es der A380 auf 25 Prozent. Wenn 2012 der A350 zum Jungfernflug antritt, fliegen bereits über 50 Prozent Kohlefaser-Werkstoffe mit.
„Komposit-Materialien können helfen Emissionen einzusparen.

Das Flugzeug der Zukunft muss effizient und günstig sein“, sagte Dr. Jean Botti, Technologievorstand des europäischen Luftfahrtkonzerns EADS, in Stade. Die Ziele von EADS beschrieb er folgendermaßen: „Bis 2020 soll der Lärm um 50, der CO2-Ausstoß um 80 und der Treibstoffverbrauch je Kilometer und Passagier um 50 Prozent gesenkt werden.“ Ziele, die ohne CFK nicht erreicht werden können.

Einher, mit dem vermehrten Einsatz der schwarzen Faser, gehen die Weiterentwicklung der Herstellungsprozesse und der Verarbeitungsmethoden. Auch sie werden immer abwechslungsreicher. Sämtliche Faserproduzenten sind gegenwärtig dabei, ihre Kapazitäten auszubauen. Dem derzeitigen Weltmarktvolumen von etwa 25.000 Tonnen steht eine weitaus größere Nachfrage gegenüber; vor allem, weil immer mehr Branchen CFK nutzen wollen. Allen voran die Windkraftindustrie.

Was das Verarbeiten angeht, ist es das Ziel, die Prozesse zu automatisieren, die Komplexität der Bauteile zu erhöhen, mehr Teile zu produzieren und gleichzeitig die Preise zu senken. Moderne Prozesse wie die Pultrusion (Strangziehverfahren) ermöglichen bereits heute das vollautomatisierte Fertigen von CFK-Endlosprofilteilen – mit einer Geschwindigkeit von bis zu einem Meter pro Minute.

Dr. L. Herbeck (DLR)

Auf der Seite der Prozessoptimierung konnte das DLR Akzente setzen. Um die Zeiten zu reduzieren setzen die Forscher auf das Vorwärmen der Fasermatten mittels Induktion und das gezielte Schnelltrocknen der Harze mit Mikrowellen. „Man kann so auf die Hälfte der Zeit kommen“, sagt Markus Kleineberg vom DLR. Doch damit nicht genug. Die Mikrowellen helfen auch der Umwelt – durch das lokale Erwärmen des Werkstücks, statt des gesamten Werkzeugs, können bis zu 80 Prozent Energie eingespart werden. Andere Forschungseinrichtungen arbeiten daran, die Nähprozesse der Garne und die Legeverfahren (Fiber Placement) zu optimieren.

In Sachen Materialien und Oberflächen haben Ingenieure des Fraunhofer-Instituts für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM), in Bremen, Pionierarbeit geleistet. Alfred Baalmann erläuterte in seinem Vortrag die Vorteile moderner Trennschichten durch den Einsatz von Plasmapolymeren. Sie ersetzen die bislang verwendeten Trennmittel und erlauben bereits heute Schusszahlen von bis zu 1000. „Plasmapolymere sind besonders haftfest und temperaturbeständig“, sagte Baalmann.

J. Enz (ACE GmbH)

In den Bereich der Vollautomatisierung dringen allmählich Verfahren wie das Resin Transfer Moulding (RTM), also das Spritzpressen. Interessant ist, dass sowohl EADS wie Boeing als auch das DLR eigene Spritzpressen-Verfahren patentiert haben. „Liqiuid Mouldings sind bereit für die Serienproduktion“, ist sich Swen Zaremba, von der österreichischen Fischer Advanced Composite Components AG, sicher.

Was den Einsatz von CFK angeht, spielt die Automobilbranche bislang eine eher untergeordnete Rolle. Wenn Teile aus CFK – Werkstoffen gefertigt werden, dann meist aus Prestigegründen. So sind Schutzbleche edler Motorräder oder Außenspiegel schicker Sportwagen oft aus Carbon. Dabei können CFK-Bauteile unter Umständen bereits heute mit traditionellen Werkstoffen mithalten. Und das nicht nur technisch, auch preislich. Ein Beispiel: Die CFK-Heckklappe für den Lamborghini Gallardo Spyder. Die ist nicht nur fünf Kilogramm leichter als der Deckel aus Aluminium, sie setzt sich aus nur zwei, statt zehn Einzelteilen zusammen. „Die Heckklappe aus CFK ist billiger, weil sie aus weniger Teilen, die nicht aufwendig gepresst werden müssen, besteht“, sagt Jürgen Enz von der Advanced Composite Engineering GmbH.

Minister W. Hirche, Prof. B. Sierke (PFH Göttingen)

Was der Technologie noch nicht gerecht wird, ist der Ausbildungsstand, wie Niedersachsens Wirtschaftsminister Walter Hirche erkannt hat: „Gerade in der derzeit für den Flugzeugbau so wichtigen Verbundwerkstofftechnologie mangelt es an ausreichend spezifischen Ausbildungs- und Qualifizierungsoptionen.“

Doch hier setzt Stade Akzente. Unter der Leitung der Privaten Fachhochschule Göttingen hat das CFK-Valley zwei neue Studiengänge entwickelt. Diese schließen mit dem Bachelor of Engineering bzw. mit dem Master of Science ab und werden seit dem Wintersemester 2006/2007 am Hochschulstandort Stade angeboten.

Die auf die zukünftigen Anforderungen der Industrie hin zugeschnittenen Lehrinhalte führen bundesweit einmalig zu einem bedarfsgerechten Praxisbezug der Ingenieursausbildung und somit zu einer ausgezeichneten Positionierung der Absolventen für zukunftsorientierte Arbeitsmärkte.

Award-winner M. Goettinger (Eurocopter)

Ein zukünftiger Student könnte Marco Göttinger sein. Der Eurocopter-Deutschland-Mitarbeiter gewann den ersten „Composite Innovations Award“, überreicht durch Minister Walter Hirche. Den mit 18.000 Euro dotierten Preis erhielt Göttinger für seine Arbeit zum Thema Qualitätssicherung.

Seine Idee ist es, die Fertigung von CFK-Teilen mit Hilfe einer hochauflösenden Kamera vollautomatisch zu überwachen und so Fehler frühzeitig zu erkennen. So sollen Ausschussraten und Fertigungskosten gesenkt werden. „ Der Preis ist eine Riesenchance und eine große Motivation für mich “ lautet sein Fazit.