CFK-Valley Stade brochure1
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Ausgezeichnet! Bundeswirtschaftsminister Rösler prämiert herausragende Rohstoffeffizienz
3. CFK-Valley Stade INNOVATION DAY in Kooperation mit dem VDMA war ein voller Erfolg
Qualifizierung zum FVK Praktiker – Nächste Termine zur Weiterbildung in der Faserverbundtechnik
MAgAzIN Für DEN CArbON-FASEr-VErbuNDlEIChTbAu Ausgabe 2-2011 www.cfk-valley.com
INNOVATION REPORT
2 INNOVATION REPORT CFK-Valley Stade e. V.
Das CFK-Valley Stade mit seinem INFOPOINT ist der zentrale Anlaufpunkt für internationale Fachexperten, industrielle und politische Ent-scheider sowie die interessierte Öffentlichkeit. Im Nukleus des Gebäudes befindet sich eine Fachausstellung, die publikumswirksam die gesamte CFK-Wertschöpfungskette darstellt.
Sichern Sie sich dauerhaft die Möglichkeit, Ihre Kompetenzen und Produkte einer breiten Öffentlichkeit zu präsentieren. Die ganzjähri-ge Darstellung Ihres Beitrages bei Business-meetings und Besuchen schafft einen zusätz-lichen Mehrwert in der Kommunikation Ihrer Leistungsfähigkeit und Potenziale.
Die Vorteile eines Engagements im INFOPOINT:
> Unmittelbare Darstellung Ihrer Kompetenzen in der CFK-Technologie
> Gezielte Steigerung der Sichtbarkeit Ihrer Leistungsfähigkeit in der Fachwelt
> Direkte Ansprache von Fachexperten und Entscheidern
> Aktive Einbindung und Bewerbung der Ausstellung bei Geschäftsterminen und Be-suchen im CFK-Valley Stade
CFK-Valley Stade INFOPOINTWillkommen in der Welt der schwarzen Kunst
Der INFOPOINT bietet ein einmaliges Ausstellungskonzept ent-lang der gesamten Wertschöpfungskette – interaktiv mit allen Sinnen CFK erleben!
Nähere Informationen zur Dauerausstel-lung erhalten Sie in der Geschäftsstelle!
3
inhAlT
innOVATiOnEn & TEChniK
PRTM – Mit hybriden Prozessen zur Serienfertigung von CFK-Profilen (CTC GmbH) .................................................................................................................................................................................................. 6
Große Reichweite für große Spannweiten (Tartler GmbH) ........................................................................................................................................................................................... 7
Fraunhofer FFM: Flexible Bearbeitung von CFK-Großstrukturen (Fraunhofer-Institut IFAM) .......................................................................................................................................................... 8
Neue Fertigungskapazitäten (Invent GmbH) ........................................................................................................................................................................................... 9
Effiziente Infrarot-Wärme für neuartige Verbundwerkstoffe (Heraeus Noblelight GmbH) ................................................................................................................................................10
Laserdurchstrahlschweißen – Herausforderungen beim Fügen kohlen-stofffaserverstärkter Verbundwerkstoffe (Laser Zentrum Hannover e. V.).........................................................................................................................................12
Inertgasgewinnung – vom Abgas zur wertvollen Ressource (mecoplan GmbH) ............................................................................................................................................................................13
Leichter bauen durch zerstörungsfreie Prüfung (Fraunhofer IZFP) .................................................................................................................................................................................14
Verstärkte Schaumkernverbunde als Zukunft für Flugzeug-Primärstrukturen? (CTC GmbH) ..............................................................................................15
Recycling für starke Fasern (CFK-Valley Stade Recycling GmbH & Co. KG) ..............................................................................................16
Ausgezeichnet! Bundeswirtschaftsminister Rösler prämiert herausragende Rohstoffeffizienz (CFK-Valley Stade Recycling GmbH & Co. KG) ..............................................................................................18
CFK-Bohren im Grenzbereich (KROMI Logistik AG) .........................................................................................................................................................................20
CFK-Reparatur-Vorbereitung: Mobil und automatisch (BCT GmbH) ...............................................................................................................................................................................................21
ZF Lemförder GmbH erhält „Composite Innovations Award 2011“ (CFK-Valley Stade e.V.) ....................................................................................................................................................................22
CFK nachbearbeitungsfrei fräsen (Hufschmied Zerspanungssysteme GmbH)...................................................................................................23
nEuES AuS dEm nETzwERK
Für gewöhnlich das Außergewöhnliche -Projekte bei der cgb Carbon Großbauteile GmbH (cgb Carbon Großbauteile GmbH).............................................................................................. 24
Mechatronik und CFK – eine gute Symbiose (hochschule 21 gGmbH)...........................................................................................................................................................26
Akademische Ausbildung am PFH Campus Stade: Technologie- und Managementstudium(PFH Private Hochschule Göttingen) ......................................................................................... 27
Frischer Wind im Valley: Spitzner Engineers und L&L Rotorservice beziehen gemeinsames Büro(L&L Rotorservice GmbH / SPITZNER ENGINEERS GmbH) ...........................................................28
Dow erweitert Kapazitäten für die Produktion von Epoxidharzen in Stade (Dow Deutschland Anlagengesellschaft mbH) ........................................................................................29
Stader Team „CARBONGOOSE“ mit CFK-Flugzeugmodell bei der Heavy -Lift-Challenge im englischen York (CFK-Valley Stade e. V.) ...................................................................................................................................................................30
CFK-Prüfzentrum Stade bietet Ausbildungsinitiative mit Zukunft(GMA-Werkstoffprüfung GmbH) ...................................................................................................................................31
3. CFK-Valley Stade INNOVATION DAY am 10. und 11.11.2011 zum Thema „Mechanical Engineering meets Composites“ war ein voller Erfolg(CFK-Valley Stade e.V.) .......................................................................................................................... 32
Wir begrüßen ganz herzlich unsere neuen Mitglieder(CFK-Valley Stade e.V.) .......................................................................................................................... 33
VERAnSTAlTungShinwEiSE
Qualifizierung zum FVK-Praktiker – Nächste Termine zur Weiterbildung in der Faserverbundtechnik (Fraunhofer-Institut IFAM) .......................................................................................................................................................34
mtec-akademie: CFK-Fortbildung für Ingenieure und technische Fachkräfte (mtec-Akademie) .................................................................................................................................................................................35
4 INNOVATION REPORT CFK-Valley Stade e. V.
EdiTORiAl
Verehrte Leserinnen und Leser des INNOVATION REPORT!
In der zweiten Ausgabe des INNOVATION REPORT des CFK-Valley Stade e.V. gibt es eine
Vielzahl spannender Neuigkeiten aus dem Netzwerk zu berichten.
Wir sind im Jahr 2011 um weitere vierzehn kompetente Akteure auf nunmehr 104 Mitglie-
der erstarkt. Die erfolgreiche Umsetzung der VISION 2015 mit den strategischen Oberzielen
Diversifikation und Internationalisierung wird dabei insbesondere durch Neuzugänge wie
GE Wind Energy und Toray Soficar glaubhaft unter Beweis gestellt. Ferner verdichten sich
ergiebige Kooperationen mit Branchenorganisationen aus den Bereichen Windenergie,
Maschinenbau sowie im Schienenfahrzeugsektor.
Unsere gemeinsamen Internationalisierungsaktivitäten gipfelten dieses Jahr neben dem
Empfang der Washingtoner Gouverneurin Christine Gregoire samt 50 köpfiger Begleit-
gruppe in einer Delegationsreise nach Kanada. Diese wurde durch die Geschäftsstelle in
Kooperation mit der kanadischen Botschaft organisiert. 14 Teilnehmer von sieben Instituti-
onen haben die Möglichkeit wahrgenommen nach Kanada zu fahren, um einen umfassen-
den Einblick in die kanadische Composite-Industrie zu bekommen. Hochrangige Business-
Meetings konnten wahrgenommen, wichtige Geschäftskontakte aufgebaut werden.
Auch aus der Rubrik „Innovationen & Technik“ möchte ich Sie auf einige Highlights auf-
merksam machen: Die im Februar in Betrieb genommene Recycling-Anlage der CFK-Valley
Stade RECYCLING GmbH läuft mittlerweile auf Hochtouren. Besonders freut uns in diesem Zusammen-
hang, dass die CFK-Valley Stade RECYCLING GmbH der Gewinner des diesjährigen Rohstoffeffizienzpreis
der Bundesregierung geworden ist. Hiermit wird die herausragende Bedeutung des Recyclingthemas
samt seinem Alleinstellungsmerkmal in Form von Europas erster Großserienanlage in Stade unterstrichen.
Wir alle sind sehr stolz auf die Kollegen und gratulieren herzlich zu diesem Erfolg. Mehr zu diesem Thema
lesen Sie ab Seite 18.
Als weiteres Highlight der letzten Monate weise ich auf die sehr erfolgreiche Zusammenarbeit mit
dem VDMA Composite hin. Der 3. INNOVATION DAY „Mechanical Engineering meets Composites“ bot
eine gewohnt hochkarätig besuchte Plattform für den branchenübergreifenden Austausch im Bereich
der Composite Werkstoffe. Dieses Mal stand der allgemeine Maschinen- und Anlagenbau in Verbindung
mit den anspruchsvollen Bedarfen aus der Luftfahrtindustrie im Fokus (ab Seite 32).
Im essentiellen Bereich der Aus-, Fort- und Weiterbildung wird Ihnen mein geschätzter Vorstandskol-
lege Prof. Dr. Bernt R.A. Sierke auf der folgenden Seite einen Einblick in die Entwicklungen der letzten
Monate geben.
Viel Freude beim Lesen wünscht Ihnen Ihr
Prof. Dr. Axel S. Herrmann
Vorsitzender des Steering Boards CFK-Valley Stade e.V.
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Sehr verehrte Leserin, sehr verehrter Leser,
die wachsende Bedeutung der Schlüsseltechnologie CFK zieht einen steigenden Bedarf
an hochqualifizierten Ingenieuren und Fachkräften nach sich. Denn CFK und andere
Faserverbund-Strukturen gelten als Werkstoffe der Zukunft. Zwar fokussierte sich in der
Vergangenheit die Verwendung von CFK vor allem auf Anwendungsgebiete mit hoher
Wertschöpfung wie etwa die Luft- und Raumfahrt. Große Fortschritte in Forschung und
Entwicklung führen jedoch dazu, dass sich vielfältige Einsatzmöglichkeiten auch in anderen
Branchen bieten wie im Flugzeug- oder Maschinen- und Anlagenbau, ebenso – besser
spät als nie – im Automobilbau, aber auch im Schiffs- oder Windenergieanlagenbau. Ein
weiteres neues Arbeitsfeld für CFK ist auch die Orthopädietechnik, die den ultraleichten
Werkstoff bei Prothesen oder Hilfsmitteln wie Rollstühlen einsetzt.
Vor diesem Hintergrund ist es eines der zentralen Anliegen des CFK-Valley Stade e. V.,
die Aus- und Weiterbildung qualifizierter Nachwuchskräfte voranzutreiben. So entwickelte
die PFH Private Hochschule Göttingen in Abstimmung mit dem CFK-Valley Stade die
Studiengänge „Verbundwerkstoffe/Composites“, um eine umfassende akademische wie
praxisorientierte Ausbildung von Anfang an sicherzustellen. Diese Programme können als
Bachelor- oder Masterstudium absolviert werden, letzteres auch in einem internationalen
Studiengang komplett in Englisch. Zusätzlich ist in das Bachelorstudium eine Fachar-
beiterausbildung zum Verfahrensmechaniker für Kunststoff- und Kautschuktechnik (IHK)
mit Schwerpunkt Faserverbundwerkstoffe integriert. Darüber hinaus bietet die PFH über
die Management & Technologie Akademie (mtec-akademie) hochkarätige Seminare für Ingenieure
mit CFK-Weiterbildungsbedarf an. Mittlerweile hat die Hochschule eine auf die Praxis ausgerichtete,
anwendungsorientierte Forschungsstrategie umgesetzt. Insgesamt wird die PFH in Stade damit ihrem
Hochschulauftrag in Lehre, Forschung und Weiterbildung voll gerecht.
Darüber hinaus gibt es auch für junge Wissenschaftler, die über das Thema CFK forschen und promovieren
möchten, am 2010 gegründeten Forschungszentrum CFK NORD seit Mai 2011 ein Angebot: Die drei
Mitgliedsuniversitäten der Niedersächsischen Technischen Hochschule (NTH) – die Leibniz Universität
Hannover, die TU Braunschweig und die TU Clausthal – haben hier ein Graduiertenkolleg eingerichtet,
das zehn Nachwuchswissenschaftlern intensive Forschung inklusive Doktorandenausbildung ermöglicht.
Vorrangiges Ziel dieser Forschungsarbeit ist es, CFK-Strukturen effizienter zu produzieren.
Der CFK-Valley Stade e. V. hat mit diesem umfassenden Aus- und Weiterbildungsprogramm für alle
handwerklichen und akademischen Stufen die Tür weit aufgestoßen, um erfolgreich den „War for Talents“
führen zu können. Dadurch hat sich der Verein zusammen mit seinen Mitgliedsunternehmen und
Kooperationspartnern eine Führungsposition in der CFK-Qualifikation erarbeitet. Lassen Sie uns diesen
Vorsprung gemeinsam nutzen und ausbauen.
Mit den besten Grüßen, Ihr
Prof. Dr. Bernt R. A. Sierke
Präsident der Privaten Hochschule Göttingen &
Vorstandsmitglied des CFK-Valley Stade e. V.
EdiTORiAl
innOVATiOnEn & TEChniK
6 INNOVATION REPORT CFK-Valley Stade e. V.
Wie die Kombination von Pultrusion und RTM neue Potentiale eröffnet
Derzeit dominieren manuelle Verfahren die
Herstellung von multiaxial verstärkten Faserver-
bundprofilen aus Trockenfasern. Existierende au-
tomatisierte Prozesse beschränken sich entweder
auf die Verwendung von Prepreg-Material oder
weisen Einschränkungen im Lagenaufbau auf, wie
etwa beim Pultrusionsverfahren.
So ermöglicht das Pultrusionsverfahren die
kontinuierliche Fertigung von CFK-Profilen mit
konstantem Querschnitt, indem Bündel von
Kohlenstofffasern erst durch ein Harzbad, dann
durch eine formgebende Matrize gezogen und
ausgehärtet werden. Ein zentraler Nachteil dieses
Verfahrens ist dadurch aber die Einschränkung auf
vorwiegend unidirektional (in Längsrichtung) ver-
stärkte Profile. Die für den Flugzeugbau geforder-
ten komplexen Lagenaufbauten sind mit dieser
Technologie alleine aber nicht realisierbar.
Dem gegenüber steht die RTM-Technologie
(Resin Transfer Moulding), mit der diskontinuier-
lich Bauteile mit hochkomplexen Lagenaufbauten
- unter Einhaltung der engen Toleranzforderun-
gen des Flugzeugbaus - produziert werden können.
Jedoch lassen sich mit dieser Technologie nur
verhältnismäßig geringe Produktionsraten reali-
sieren.
Das in Kooperation entwickelte PRTM-Verfahren
verbindet die Vorteile des klassischen Pultrusions-
verfahrens mit denen des RTM-Verfahrens, indem
komplexe textile Halbzeuge in einem durchlau-
fenden Prozess mit einem niedrigviskosen Epoxid-
harzsystem imprägniert und durch eine im Verfah-
ren mitlaufende, allseitig schließende Presse in den
Zielquerschnitt verpresst werden. Bei einer ent-
sprechenden Wahl der verwendeten Materialien
(Kohlenstofffasern und Harz) und der Prozesspa-
rameter (Druck und Temperatur) insbesondere im
Pressschritt werden dadurch Eigenschaften des
Profils eingestellt, wie sie der Flugzeugbau erfor-
dert. Eine hohe Variabilität der Profilgeometrie ist
durch austauschbare Injektions- und Presswerk-
zeuge gewährleistet.
Zukünftige Entwicklungen des CTC haben zu-
dem zum Schwerpunkt variierende Querschnitte
und Radien in einem Bauteil abbilden zu können.
Ein zentrales Einsatzfeld für diese Technolo-
gie könnten CFK-Strukturprofile, wie Spante und
Stringer im Flugzeug oder Verstärkungsprofile im
Fahrzeugbau sein, welche aktuell noch in großen
Teilen manuell erstellt werden, denn erst durch
die kontinuierliche Fertigung und den hohen Au-
tomatisierungsgrad des PRTM-Verfahrens können
die zukünftig geforderten Produktionsmengen
erreicht werden.
CTC GmbH Stadeww.ctc-gmbh.de
Auf der PRTM-Anlage produzierte CFK-Profile
PRTM – Mit hybriden Prozessen zur Serienfertigung von CFK-Profilen
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innOVATiOnEn & TEChniK
Das Dosieren, Mischen und Auftragen von Ep-
oxydharzen und Polyurethanen zum Verkleben
der Windflügel-Halbschalen und zum Einkleben
innerer Stegstrukturen gehört bei der Herstel-
lung von WEA-Rotorblättern zu den wichtigen
Prozessschritten. Seit einigen Jahren schon be-
währen sich hier die Dosier- und Mischsysteme
von Tartler. Speziell für den Einsatz im Prototy-
pen-Stadium sowie zur Fertigung von Versuchs-
und Kleinserien realisierte das Unternehmen
nun eine seiner neusten Drei-Komponenten-
Applikationsanlagen: Ein mobiles, modula-
res Stand-alone-Komplettsystem mit langem
360°-Schwenkarm, der den Mischkopf aus einer
Höhe von 4,5 Metern präzise über die Klebenäh-
te einer Rotor-Halbschale führt. Mit der vielsei-
tigen Systemlösung kann der Windflügel-Her-
steller unter anderem Versuche zur Automation
der Klebstoff-Applikation, zur Optimierung der
Klebstoff-Rezeptur und zur Reduktion des Mate-
rialverbrauchs fahren – „beispielsweise mit dem
Ziel, die Klebstoffmengen durch eine exaktere
Applikation und den Verzicht auf die üblichen
`Vorsichtsmehrmengen´ einzusparen“, sagt Fir-
menchef Udo Tartler.
Der lange Arm des MischkopfsDie neue Systemlösung trägt die Bezeichnung
Nodopox 200 3K. Der über der Anlage angeord-
nete 360°-Schwenkarm verleiht dem statisch-
dynamischen Präzisions-Mischkopf – einer
Tartler-Entwicklung – eine Reichweite von bis zu
sechs Metern! In der Spitze des Mischkopfs sor-
gen rotierende Einwegmischer aus Kunststoff für
optimale Mischergebnisse. Die drei Komponen-
ten (Harz und zwei Härter) werden aus normalen
200-Liter-Anliefergebinden (Blechfässer) bezogen.
Beide Härter können unterschiedliche Aushärte-
zeiten haben und mit frei einstellbaren Topfzeiten
gemischt werden. Das verschafft dem Anwender
eine hohe Flexibilität hinsichtlich der Klebstoff-Ei-
genschaften! Auf Flexibilität ausgelegt ist auch die
Möglichkeit, die Dosierfässer automatisch nach-
zufüllen. Das gewährleistet eine kontinuierliche,
prozesssichere Produktion.
Schonender BetriebDie Nodopox 200 3K arbeitet mit einem ma-
ximalen Dosierdruck von 60 bar. Das entspricht
einem nur minimalen Temperaturanstieg, was
sämtliche Komponenten der Anlage schont.
Der Ausstoß liegt bei bis zu 20 Kilogramm Kleb-
stoff in der Minute. Gesteuert wird das System
mit einer Siemens SPS mit Touch Screen. Zudem
verfügt die Nodopox 200 3K über eine automa-
tische Durchflussmessung, eine Volumenstrom-
Regelung und ein Fernwartungsmodul.
Die komplette Anlage lässt sich per Flurför-
derzeug an den Rotor-Halbschalen entlang füh-
ren. Optional rüstet Tartler die neue Nodopox
200 3K auch mit einem Antrieb zum Verfahren in
Bodenschienen aus. Außerdem kann sie – dann
ohne ihren 360°-Schwenkarm – mit vorhan-
denden Kran-, Roboter- oder Gantry-Systemen
kombiniert werden, wie sie derzeit im Rahmen
der Automatisierungsbestrebungen der Wind-
flügel-Hersteller zunehmend zum Einsatz kom-
men. Und wie bei allen Systemlösungen von
Tartler gilt auch hier: Jede Applikationsanlage
ist eine maßgeschneiderte Kundenlösung. „Die
Dosier- und Mischanlagen für die Windkraftin-
dustrie sind schon immer Sonderlösungen; das
ist für uns seit jeher der ganz normale Standard“,
sagt Udo Tartler.
Tartler GmbHwww.tartler.com
Nodopox 200 M/U 3K
Nodopox 200 VS AR 2K S
Große Reichweite für große SpannweitenTartler liefert Stand-alone-Lösung für den Klebstoffauftrag in der Windflügel-HerstellungEine Spannweite von 80 Metern kristallisiert sich derzeit als Maßstab für den Bau neuer Windflügel heraus. Um solch mächtige Rotoren zukünftig wirtschaftlicher fertigen zu können, arbeiten die Windflügel-Hersteller derzeit fieberhaft an der Optimierung ihrer Produktions-prozesse. Großes Augenmerk legen sie dabei auf die Applikation der Klebstoffe und Gelcoats. Speziell für den Prototypenbau sowie Ver-suchs- und Kleinserien entwickelte Anlagenbauer Tartler deshalb ein flexibles Dosier- und Mischsystem mit 360°-Schwenkarm.
8 INNOVATION REPORT CFK-Valley Stade e. V.
innOVATiOnEn & TEChniK
Alternativ zu den bisherigen Strategien ist
eine deutliche Produktivitätssteigerung auf Basis
einer parallelen Bearbeitung durch mehrere In-
dustrieroboter denkbar. Dieser Ansatz wird der-
zeit im Rahmen des vom Land Niedersachsen
geförderten Projektes ProsihP FFM, das von der
Fraunhofer-Projektgruppe Fügen und Montieren
FFM bearbeitet wird, untersucht. Dazu wurde für
Grundlagenversuche zur Fräsbearbeitung mit
Robotern beim Projektpartner IPMT der TU Ham-
burg-Harburg eine CFK-Fräsroboter-Versuchszelle
aufgebaut. Dies geschah in enger Kooperation
mit der Ludwig Schleicher GmbH aus Pressath,
die sich bereits seit mehreren Jahren im Bereich
der robotergestützten Fräsbearbeitung von Au-
tomobil-Interieurbauteilen eine starke Position am
Markt erarbeitet hat.
Bereits die ersten Roboterfräsversuche mit ei-
nem Roboter TX200 der Firma Stäubli waren sehr
vielversprechend. Unter anderem wurde eine CFK-
Flugzeugrumpfschale bearbeitet und ein umfang-
reicher Benchmark unterschiedlicher Werkzeug-
konzepte hinsichtlich ihrer Eignung zum Fräsen
mit Industrierobotern durchgeführt. Hierbei wählte
man die Firma Hufschmied Zerspanungssysteme
aus Bobingen als Partner, da diese bereits mehrjäh-
rige Erfahrung im Bereich der robotergestützten
Zerspanung im Automobilbau sowie in der Zerspa-
nung von CFK vorweisen kann.
Die Versuche zeigen, dass Industrieroboter das
Potenzial für die hochproduktive Fräsbearbeitung
von CFK-Großstrukturen mitbringen. Im Rahmen
der laufenden Projekte werden insbesondere adap-
tive Bearbeitungsstrategien zum Einsatz kommen,
die einerseits überhaupt erst eine hochgenaue
Bearbeitung von CFK mit Industrierobotern er-
möglichen und andererseits eine gleichbleibende,
hohe Produktqualität gewährleisten. Vorausset-
zung für praxisgerechte Anlagen ist ein schnelles,
berührungsloses Einmessen der zu bearbeitenden
Bauteile unter Einsatz effizienter Einmessstrategien,
die ebenfalls durch die Fraunhofer-Projektgruppe
Fügen und Montieren FFM im Forschungszentrum
CFK NORD in Stade erarbeitet werden.
Auf der Grundlage der erfolgreichen Ergebnisse
der Voruntersuchungen wird nun eine Fräsver-
suchsanlage basierend auf mehreren Industriero-
botern aufgebaut. Darauf werden im CFK NORD
zunächst Untersuchungen zur Parallelbearbeitung
von mittelgroßen CFK-Strukturen durchgeführt.
Eine Erweiterung in Richtung einer Großanlage ist
bereits in Planung.
Fraunhofer FFM: Flexible Bearbeitung von CFK-GroßstrukturenDie Fräsbearbeitung von CFK-Großstrukturen ist heutzutage ein äußerst kostenintensiver Prozess. Insbesondere fallen die hohen In-vestitionen für Großbauteilbearbei-tungsmaschinen ins Gewicht, die zu-dem bauartbedingt normalerweise über nur eine Frässpindel verfügen. Dies resultiert üblicherweise in sehr zeitaufwändigen Bearbeitungszyk-len, verbunden mit einer geringen Produktivität der Anlage.
Konzept der Fraunhofer Versuchsanlage
zum Roboterfräsen im CFK NoRd
Robotergestützte Bearbeitung
einer Rumpfschale
innOVATiOnEn & TEChniK
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Neue Fertigungskapazitäten
Neben der Optimierung des Robotersystems
hinsichtlich Fräsbearbeitung sollen auch neue
Ansätze zur CFK-Fräsprozessüberwachung sowie
innovative Ansätze zur CFK-Stauberfassung unter-
sucht werden. Ein hoher Stellenwert kommt insbe-
sondere der CFK-Prozessüberwachung mit dem
Ziel der Fehlervermeidung zu, da Fräsoperationen
der CFK-Großstrukturen üblicherweise am Ende
der Wertschöpfungskette erfolgen und die zu be-
arbeitenden Bauteile zu diesem Zeitpunkt bereits
einen sehr hohen Wert aufweisen.
Auf dieser Basis wird zukünftig durch die Fraun-
hofer-Projektgruppe FFM eine Demonstratoran-
lage zur robotergestützten Fräsbearbeitung von
CFK-Großstrukturen entstehen.
Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAMFraunhofer-Projektgruppe Fügen und Mon-tieren FFMwww.ifam.fraunhofer.de
Flexible Rumpfbearbeitungsmodule
CNC-drehbank, Umlaufdurchmesser: 600mm
CNC-Fräse, 5 Achsen
Die INVENT GmbH in Braunschweig hat ihre
Fertigungskapazitäten ergänzt. Außer der tradi-
tionellen Faserverbundtechnologie bietet das
Unternehmen nun auch Zerspanungstechnik an.
Neben der klassischen Zerspanung von CFK hat
das Unternehmen nun die Möglichkeit, auch Titan
und Aluminium zu bearbeiten.
„Wir sehen uns nun in der idealen Lage, unsere
Faserverbundstrukturen intern mit CNC-Technik
nachbearbeiten und darüber hinaus metallische
Anbauteile herstellen zu können“, berichtet der
technische Leiter Carsten Schöppinger.
Der INVENT GmbH stehen 2 CNC-Fräsen (3-
Achs und 5-Achs) sowie eine CNC-Drehbank
zur Verfügung.
Geplant ist die Investition einer weiteren Fräse
in 2012. „Wir erwarten in 2011 ein Wachstum von
25% und haben auf die gesteigerte Nachfrage
rechtzeitig reagiert.“ berichtet der Geschäftsführer
Henning Wichmann.
INVENT GmbH www.invent-gmbh.de
10 INNOVATION REPORT CFK-Valley Stade e. V.
Mit der Ray-tracing Methode berechnet man die Strahlungsintensität.
Effiziente Infrarot-Wärme für neuartige Verbundwerkstoffe
Komposite sind verschieden, je nach ihrem
späteren Einsatz. Kurzfaserverstärkte Duroplaste
für große Karosserieteile, langfaserverstärkte Ther-
moplaste für hoch belastete Strukturbauteile oder
gewebte Rovings für Windflügel, allen gemeinsam
ist, dass sie möglichst kosteneffizient hergestellt
werden sollen.
Bei der Fertigung von Kompositmaterialien
werden verschiedene Wärmeprozesse benötigt,
etwa zum Aushärten der duroplastischen Kunst-
stoffe. Thermoplasten werden erwärmt, um sie zu
verschweißen, zu formen oder umzuformen.
Faservolumengehalt und Faserorientierung
haben einen erheblichen Einfluss auf die Wärme-
leitung, daher ist die homogene Erwärmung von
Kompositmaterialien nicht trivial.
Infrarot-Strahler heizen schnell und homogenBisher führt man die erforderlichen Wärmepro-
zesse häufig mit konventionellen Heißluftöfen
durch. Infrarot-Wärmetechnologie bietet dagegen
einige Vorteile.
Infrarot-Strahler zeigen sehr kurze Reaktionszei-
ten innerhalb von Sekunden, das macht Wärme re-
gelbar und hilft, Energie richtig zu dosieren. Wenn
innOVATiOnEn & TEChniK
Infrarot-Strahler helfen Prozesszeiten zu verkürzen.
Flugzeuge und Automobile sollen leichter werden, um Kraftstoff zu sparen, für die Fahrgäste müssen sie jedoch genauso sicher bleiben. Rotorblätter von Windenergieanlagen sollen leicht, aber gleichzeitig sehr be-lastbar sein. Infrarot-Wärme kann helfen, diese Anforderungen zu erfüllen. Faserverstärkte Kunststoffe sind moderne Verbundwerkstoffe; sie bestehen aus Kunststoffen wie Polyphenylsulfid (PPS), Polyetheretherketon (PEEK) oder Epoxidharzen (EP), in die Carbon- oder Glas-Fasern eingebettet wurden.
Die Fasern machen das Bauteil fest und steif, die Kunststoffmatrix kann die auftretende Energie absorbieren. Viele hoch belastete Bauteile im Auto, wie Lenkrohre, die hohen Torsionskräften ausgesetzt sind, oder auch Elemente für den Seitenaufprallschutz werden aus diesen Kompositen hergestellt. Bei der Herstellung solcher modernen Bauteile kommen Infrarot-Systeme zum Einsatz, weil sie diese Mate-rialien schnell und homogen erwärmen und so die Prozesszeiten verkürzen.
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Infrarot-Strahler helfen glasfaserverstärkte druck-
behälter zu verschweißen.
die Wärmequelle nur dann angeschaltet sein muss,
wenn sie gebraucht wird, spart man Energie.
Infrarot-Systeme sind relativ kompakte Wärme-
einheiten, die große Werkteile am Band erwär-
men, ohne dass ein großvolumiger Ofen für das
komplette Teil benötigt wird.
Infrarot-Strahlung kann genau an Produkt und
Prozess angepasst werden, moderne numerische
Methoden wie das Ray tracing oder Computational
Fluid Dynamics helfen zusätzlich, große Flächen
homogen zu erwärmen, indem beispielsweise die
Energieverteilung auf der Fläche optimiert wird.
Komposite verschweißen mit Infrarot-Wärme Ein britisches Unternehmen setzt Behälter aus
glasfaserverstärktem Polypropylen für die Was-
seraufbereitung ein. Die zylindrischen Wasser-
tanks werden aus zwei Hälften gefertigt, die dann
durch kurzwellige Infrarot-Strahlung miteinander
verschweißt werden. Die Glasfasern sorgen dafür,
dass die Behälter möglichst robust sind, denn sie
sollen im Gebrauch einem Innendruck von etwa
10 bar standhalten können. Sie sind aber auch der
Grund dafür, dass herkömmliches Schweißen mit
Kontaktwärme schwierig durchzuführen ist. Die
Glasfasern im Kunststoff werden durch das An-
schmelzen der Oberfläche frei gelegt und beschä-
digen die heißen Kontakt-Platten.
Infrarot-Strahler übertragen dagegen Ener-
gie kontaktfrei und erzeugen die Wärme erst im
Material. Es kann also kein Material an der Wär-
mequelle hängen bleiben. Ein Modul mit sechs
kurzwelligen Infrarot-Strahlern erhitzt die Enden
der vorgefertigten Zylinderhälften, dann wird das
Modul automatisch herausgefahren. Die Teile mit
den erwärmten, weichen Enden werden zusam-
mengedrückt und so verschweißt.
Tests haben gezeigt, dass diese Verbindung auch
unter sehr hohem Druck hält, bis zu 28 bar wurden
angelegt, ohne die Verbindung zu zerstören.
Durch die kontaktfreie Erwärmung muss die
Wärmequelle nicht ständig gereinigt werden. Der
gesamte Prozess ist sehr energieeffizient, denn der
Infrarot-Strahler ist nur dann angeschaltet, wenn
Wärme benötigt wird.
Optimierungspotentiale erkennen und realisieren Ist es möglich die Ausschussrate zu reduzieren?
Verbraucht die Anlage unnötig viel Energie? Viele
Unternehmen stellen sich Fragen wie diese. Die
Reduzierung der Energie- und Materialkosten ist
ein wichtiger Baustein für Industrieunternehmen,
um ihre Wettbewerbsfähigkeit zu erhalten oder
zu steigern. Dabei ist oft die Optimierung der vor-
handenen Anlage wesentlich sinnvoller und kos-
tengünstiger als eine Neubeschaffung.
Ein neu gestaltetes Consulting Team bietet bei
Heraeus Noblelight Unterstützung durch individu-
elle Beratung, praxisorientierte Planung und die
zeitnahe Realisierung von Maßnahmen zur Opti-
mierung von Anlagen und Prozessen.
„Kürzlich haben wir bei einem unserer Kunden
eingehende Untersuchungen der Anlagentech-
nik über Weg-Zeit-Diagramme durchgeführt“,
so Jörg Wöll aus dem neuen Bereich Consulting
bei Heraeus Noblelight, „dabei konnte man so-
fort sehen, dass eine Umstellung der Trocknung
sinnvoll wäre“. Es zeigte sich, dass sich durch den
Einsatz von schnell reagierenden Carbon Infrarot-
Strahlern, mit elektronischer Verknüpfung zur För-
dertechnik, eine Optimierung der Nutzungsdauer
und eine erhebliche Energieeinsparung ergeben
würde. Genaue Berechnungen zeigten, dass statt
der bisherigen 880 kW Nennleistung nach dem
Umbau nur noch 460 kW nötig sein würden.
Für solche Berechnungen nutzt der neue Be-
reich bei Heraeus, außer den bisher schon übli-
chen Tests im Anwendungszentrum sowie den Er-
fahrungswerten aus den über Jahre aufgebauten
Datenbanken, auch moderne numerische Metho-
den wie das Ray tracing und Computational Fluid
Dynamics.
Energieeffizienz durch exakte AnpassungDie Infrarot-Wärmetechnologie bietet einige
Möglichkeiten, bei industriellen Wärmeprozessen
den Energieeinsatz zu optimieren:
hohe Wärmeübertragungskapazität ·kontaktfreie Wärmeübertragung ·hoher Wirkungsgrad · effiziente Energieübertragung durch die opti- ·male Wellenlänge
örtlich begrenzter Energieeinsatz durch ·Anpassung an die Form der Produkte
zeitlich begrenzter Energieeinsatz durch ·schnelle Reaktionszeiten
Infrarot-Wärme wird immer dann eingesetzt,
wenn Wärmeprozesse mit besonderen Vorgaben
an Platz, Zeit oder Qualität gelöst werden sollen.
Heraeus Noblelight GmbHwww.heraeus-noblelight.com/infrared
die Erwärmung von Kompositen wird im
hauseigenen Anwendungszentrum bei Heraeus
Noblelight getestet
12 INNOVATION REPORT CFK-Valley Stade e. V.
Eine Herausforderung für ihre Verwendung
ist das Verbinden mit anderen Materialkombi-
nationen wie zum Beispiel glasfaserverstärkten
Thermoplasten. Zum Fügen solcher Materialien
stehen neben dem Kleben und mechanischen
Verfahren Schweißtechnologien wie das Wider-
standsschweißen, das Vibrationsschweißen und
das Induktionsschweißen zur Verfügung. Das
Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) entwickelt
zur Zeit ein Fügeverfahren auf Basis des Laser-
durchstrahlschweißens. In dem vom Bundes-
minsterium für Bildung und Forschung (BMBF)
geförderten Projekt „LaWocs“ realisiert das LZH
zusammen mit nationalen und internationalen
Projektpartnern eine Prozesskette für die kos-
tengünstige Verschweißung komplexer thermo-
plastischer faserverstärkter Bauteile. Das Schwei-
ßen von Thermoplasten mittels Laserstrahlung
zeichnet sich durch seine hohe Flexibilität, sein
hohes Automatisierungspotential und seine Zu-
verlässigkeit aus. Es wird heutzutage industriell
zum Fügen von unverstärkten und kurzglasfaser-
verstärkten Thermoplasten in der Medizintech-
nik sowie in der Automobilindustrie eingesetzt.
Bei diesem Verfahren wird ausgenutzt, dass un-
verstärkte Thermoplasten im nahen infraroten
Spektralbereich partiell transparent sind und den
Laserstrahl nur geringfügig abschwächen. Koh-
lenstofffasern sind im Gegenzug in diesem Wel-
lenlängenbereich stark absorbierend. Trifft der La-
serstrahl auf Kohlenstofffasern so findet an ihnen
eine Wärmeentwicklung statt, die zusätzlich den
lasertransparenten Thermoplasten aufschmilzt.
Die Herausforderungen in der Anwendung die-
ses Verfahrens für Kohlenstofffasergewebe liegt
in der hohen Wärmeleitfähigkeit der Fasern und
dem ständigen Wechsel zwischen Faserbündeln
und Matrixdepots an der Oberfläche des absor-
bierenden Fügepartners. Durch die wechselnde
Faserausrichtung wird die Wärme abschnittswei-
se entlang oder aus dem gewünschten Fügebe-
reich geleitet. Zusätzlich trifft der Laserstrahl im
Wechsel auf Faserbündel und Matrixdepot, die
ein unterschiedliches Absorbtionsverhalten auf-
weisen. Diese Einflussfaktoren führen zu einer
variierenden Schweißnahtcharakteristik. Um eine
gleichmäßige und somit qualitativ hochwertige
Schweißnahtqualität zu erzeugen, entwickelt das
LZH eine Prozessregelung auf Basis pyrometri-
scher Sensoren, welche die in der Schweißzone
resultierende Wärmestrahlung detektiert. Hier-
mit wird eine Anpassung der jeweils zu applizie-
renden Laserleistung ermöglicht. Ein zusätzlicher
Einflussfaktor auf die Schweißnahtqualität ist der
ggf. vorhandene Faseranteil im transparenten Fü-
gepartner. So führen Glasfaserverstärkungen, wie
beispielsweise Kurzglasfasern in Spritzgussbau-
teilen oder auch Gewebeverstärkungen (GFK),
zu einer erhöhten Streuung des Laserstrahles
und somit zu einer Abschwächung. Durch Ex-
perimente wurde festgestellt, dass durch einen
steigenden Glasfaseranteil die benötigte Laser-
leistung erhöht wird und die Schweißnahtbreite
ansteigt. In Kombination mit einen kohlenstofffa-
serverstärkten absorbierenden Fügepartner wird
somit eine gezielte Anpassung der zum Einsatz
kommenden Laserleistungsregelung insbeson-
dere in Hinblick auf die eingesetzte Schweißva-
riante erforderlich.
Laser Zentrum Hannover e.V. www.lzh.de
innOVATiOnEn & TEChniK
Laserdurchstrahlschweißen-Herausforderungen beim Fügen kohlen-stofffaserverstärkter Verbundwerkstoffe
Neuste Marktanalysen zeigen, dass kohlenstofffaserverstärkte Thermo-plaste in immer größer werdenden Stückzahlen industriell verarbeitet werden.
Laserdurchstrahlschweißen von Thermoplasten
µ-CT Aufnahme: Einfluss der Kohlenstofffaseraus-
richtung beim Laserdurchstrahlschweißen
13
Gasmotor
Inertgasgewinnung – vom Abgas zur wertvollen Ressource
Prozessgas, im Speziellen das Abgas aus Verbren-
nungsprozessen, wurde und wird oft stiefmütter-
lich behandelt. Der Grund: Die Konzentrationen an
Begleitstoffen bzw. klimaschädlichen chemischen
Verbindungen stellen eine besondere Herausforde-
rung für jeden Verfahrenstechniker dar. Dabei sind
die Möglichkeiten der effizienten Nutzung enorm:
Gereinigtes und aufbereitetes Prozessgas, das die
Anforderungen an Inertgas erfüllt, ist ideal für die
Nutzung bei der Herstellung von CFK-Bauteilen. So
wird ein Großteil der in der Luft- und Raumfahrt ein-
gesetzten Verbundmaterialien in Autoklaven ge-
härtet. Für diesen Aushärtungsprozess ist Inertgas
notwendig, das üblicherweise in Form von großen
Mengen Stickstoff eingekauft wird.
Setzt man stattdessen auf ein hocheffizientes
Blockheizkraftwerk (BHKW), so entsteht neben
Strom und Wärme für den innerbetrieblichen Pro-
duktionsprozess Prozessgas nahezu kostenneutral.
Dazu genügt ein Gasmotor – z. B. ein aufgeladener
Lambda-1-Motor mit einer Nennleistung von ca.
600 kW. Das Abgas entsteht als Nebenprodukt und
wird in einem nachfolgenden Verfahren zu Inertgas
aufbereitet – abgestimmt auf den jeweiligen Ein-
satzzweck. Durch die ortsnahe Installation direkt
an der Produktionsstätte lässt sich die eingesetzte
Primärenergie (Erdgas bzw. Biomethan) mit einem
Wirkungsgrad von 90 Prozent und mehr ausnutzen.
Die Minimierung des Schadstoffeintrags bei der In-
ertgaserzeugung, die Regelungen des Motors und
der Peripheriekomponenten und die Abgasnach-
behandlung haben in diesem Verfahren einen ent-
scheidenden Einfluss auf die Inertgasqualität. Selbst
spezifische Anforderungen – z. B. an die O2-Konzen-
tration können individuell gesteuert werden.
Konkurrenzlose Wirtschaftlichkeit„Einen Wirkungsgrad von 90 und mehr Prozent
bietet kein anderes Verfahren zur Inertgas- und
Energiegewinnung,“ so Michael Granrath vom
Ingenieurbüro Mecoplan. „In Kombination mit
staatlichen Fördermitteln für die Anschaffung
derartiger Blockheizkraftwerke kann sich eine In-
vestition bereits nach zwei Jahren amortisieren!“
Zusätzlicher Pluspunkt: Inertgaserzeugungsanla-
gen fallen nicht unter das Emissionsschutzgesetz,
so dass für das bei der Verbrennung entstehende
CO2 keine CO2-Zertifikate als Kompensationsmaß-
nahme erworben werden müssen. Die im Schau-
bild dargestellte Modellrechnung verdeutlicht
das Einsparpotential – im direkten Vergleich zur
konventionellen Technik. Im aufgezeigten Fall
wird Inertgas mit Hilfe eines Verflüssigers aus
dem Luftstickstoff gewonnen, Heizwasser unter
Einsatz von Kesselanlagen erzeugt und Strom
eingekauft. Bei einem angenommenen Stick-
stoffverbrauch von ca. 40 Mill. m3/Jahr und einem
Erzeugungspreis von 0,06 EUR pro m3 ergibt sich
ein jährliches Einsparpotential bei den Energie-
kosten von mindestens 2,4 Mill. EUR. Besonders
Energieverbrauchern mit hohem bis mittlerem
Energie- und Inertgasbedarf bieten sich in punc-
to Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit nahezu
revolutionäre Möglichkeiten.
Förderwürdige EnergieeffizienzGeopolitisch sind alle Weichen für die Nutzung
von regenerativen Energieformen gestellt. In einem
Klima des wachsenden Umweltbewusstseins wird
für Unternehmen das Thema Nachhaltigkeit als
Wettbewerbsvorteil immer wichtiger. Dabei sind
alle Verfahren willkommen, die die Abhängigkeit
von fossilen Brennstoffen verringern. Gerade im
Hinblick auf den in Deutschland erst kürzlich be-
schlossenen Atomausstieg, wird der Bedarf nach
innovativen Lösungen langfristig steigen. Die Bun-
desregierung fördert bereits heute über das Bun-
desamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA)
besonders effiziente Systeme zur Energiegewin-
nung wie z.B. Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen –
zu denen auch Blockheizkraftwerke zählen.
Das Kölner Planungsbüro Mecoplan steht für
zukunftsorientierte Ingenieursleistungen zur
wirtschaftlichen Energiegewinnung und hat sich
mit der Inbetriebnahme einer Referenzanlage be-
reits seit 2008 einen Namen gemacht. Mecoplan-
Gründer und Know-how-Träger Michael Granrath
entwickelt, realisiert und betreut Projekte rund
um die Inertgaserzeugung mit Hilfe der fort-
schrittlichen Blockheizkraftwerks-Technologie.
Mit bedarfsorientierten Konzepten ist Mecoplan
in der Lage, Kunden eine nahezu kostenneutrale
Inertgasproduktion zu ermöglichen.
Mecoplan berät und begleitet Kunden von der Planungsphase bis hin zur Projektierung und führt auf Wunsch eine individuelle Bedarfsana-lyse bzw. Wirtschaftlichkeitsstudie durch. Kontakt: Michael Granrath,
Siegburger Straße 223, 50679 Köln
Mecoplan GmbHwww.mecoplan.de
Prozessgas, entstanden als Nebenprodukt aus Energiegewinnungsprozessen, kann durch Aufbereitung zu reinem Inertgas veredelt werden. Dieser Um-wandlungsprozess ist ein ernstzunehmender Wirtschaftsfaktor in der Her-stellung von CFK-Bauteilen. So kann sich die Inertgasgewinnung durch den Einsatz von Prozessgasen in kürzester Zeit amortisieren.
KONVENTIONELLE TECHNIK mecoplan PROZESSGASGEWINNUNG
Bezug von elektrischer Energie
Produktion von therm. Energie
Bezug von Prozessgas
Nutzung in Produktion
Nutzung im Autoklav
Bezug von Erdgas
BHKW
Nutzung in Produktion
Nutzung im Autoklav
Anhand der folgenden Modellrechnung wird deutlich, welche ökonomischen Vorteile die Prozessgasgewinnung per Gasmotor im Vergleich zur konventionellen Technik besitzt.
Wir danken Maschinenbau Scholz, Coesfeld für das Bildmotiv: „Autoklav“.
Die Modellrechnung verdeutlicht die jährlichen Energiekosten bei kon ven-tionellem Bezug von Strom, Wärme und Prozessgas (z. B. Stickstoff):
Elektrische Energie0,72 MW x 8.000 Bh/Jahr 100 €/MWh 0,58 Mill €
Thermische Energie (> 90° C)2,2 MW x 8.000 Bh/Jahr 36 €/MWh 0,63 Mill €
Thermische Energie (> 50° C)1,3 MW x 8.000 Bh/Jahr 36 €/MWh 0,37 Mill €
Prozessgas5.050 m3/h x 8.000 Bh/Jahr 0,06 €/m3 2,42 Mill € Kosten pro Jahr 4,00 Mill €
Die Modellrechnung verdeutlicht eine enorme Verringerung der Energie-kosten durch die Prozessgasgewinnung nach dem mecoplan-Prinzip:
Erdgasbezug4,45 MW x 8.000 Bh/Jahr 35 €/MWh 1,25 Mill €
Wartungskosten/Jahr 0,50 Mill €
Kosten pro Jahr 1,75 Mill €
Wärme
Strom
Wärme
Strom
Prozess-
gas
Prozess-
gas
Schaubild: Gegenüberstellung der Techniken
(Broschürenauszug)
innOVATiOnEn & TEChniK
14 INNOVATION REPORT CFK-Valley Stade e. V.
innOVATiOnEn & TEChniK
Nur fehlerfreies Material besitzt die entspre-
chende Festigkeit bezogen auf das Gewicht.
Sind Fehler nicht zu vermeiden, müssen sie früh-
zeitig mit Hilfe von Qualitätssicherungsmaßnah-
men erkannt werden. Das Fraunhofer-Institut für
Zerstörungsfreie Prüfverfahren (IZFP) entwickelt
Verfahren auf der Grundlage von Ultraschall,
Wirbelstrom, Röntgen, Infrarot etc., für CFK wie
für leichte Metalle, Keramiken und Biomateri-
alien. Es geht aber nicht nur um das Erkennen
von Fehlern, sondern auch um die Bewertung
hinsichtlich Fehlertoleranz. Bauteile können hö-
her belastet bzw. leichter gebaut werden, wenn
man sie einer regelmäßigen Inspektion unter-
zieht. Dafür sind zerstörungsfreie Prüfverfahren
ein Muss. Dieser Aufwand zahlt sich besonders
dort aus, wo Leichtbau eine Rolle spielt, z. B. in
der Luftfahrt. Da die Nutzungsdauern gleichar-
tiger Bauteile bei identischer Beanspruchung
deutlich streuen, kann durch kontinuierliche
Inspektion die individuelle Lebensdauer eines
jeden Bauteils besser ausgenutzt werden. Das
spart Material, erhöht die Nutzungsdauer und
senkt die Lebenszykluskosten.
Mittels »Structural Health Monitoring« (SHM)
wird das Prinzip des schadenstoleranten Bauens
erweitert. Mithilfe strukturintegrierter Sensorik, die
als Sensorsystem arbeitet, erfolgt eine quasi konti-
nuierliche Inspektion des Bauteils während des Be-
triebs. Die Sensorsysteme des IZFP nutzen »coole«
Elektronik, denn sie sind extrem energiesparend,
hochzuverlässig und für den Kunden ganz einfach
ein Bestandteil des Materials. Will man vorhandene
Komponenten nachrüsten, können die Sensornet-
ze auch an der Oberfläche aufgebracht werden.
Andererseits geht es auch darum, die Kohlefa-
sermaterialien sowohl im Ausgangszustand (Roh-
gelege) als auch an ausgehärteten Bauteilen zu
prüfen. Hauptprüfmerkmale sind Delaminationen,
Faserbrüche, Ondulationen, Impactschäden sowie
die tatsächliche Dicke der CFK-Struktur. In vielen
Fällen ist Ultraschall die Technik der Wahl, doch hat
diese Technik den Nachteil, dass sie vielfach ein
Koppelmittel benötigt. Bei Wirbelstrom ist dieses
Koppelmittel nicht erforderlich. Allerdings erlaubt
dieses Verfahren eine zuverlässige Detektion nur
bis zu einer Tiefe von ca. 7 mm unterhalb der ge-
prüften Oberfläche.
Die Luft- und Raumfahrt gehört derzeit noch
zu den wichtigsten Anwendungsgebieten der zer-
störungsfreien Prüfung für CFK, allerdings ist CFK
auch in der Automobilbranche stark im Kommen.
In einer breit angelegten Vergleichsstudie hat das
Fraunhofer IZFP nachgewiesen, wo die Potenziale
zukünftiger CFK-Prüfung liegen. Bei den etablier-
ten Verfahren wie Ultraschall ist es die Einführung
von Sampling Phased Array und bei Röntgen die
Laminographie, die Auflösungsvermögen zu ver-
bessern und Prüfzeit zu verringern helfen. Als in-
tegrales, koppelmittelfreies Verfahren steht neben
der Wirbelstromtechnik die Thermographie zur
Verfügung.
Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP www.izfp-d.fraunhofer.de
Leichter bauen durch zerstörungsfreie Prüfung
Wirbelstrom-CFK-Scanner
Instrumentierung einer Rumpfschale mit
applizierten Sensoren
15
innOVATiOnEn & TEChniK
Durch die Kombination von FVK Deckschichten
und einem umschlossenen, schubsteifen Kern
entstehen hocheffiziente Leichtbaustrukturen, die
soggenannte Sandwichbauweise.
Im Projekt „Seitenleitwerk - Nächster Generation
(SLW-NG)“ wird unter der Gesamtprojektleitung
der CTC GmbH ein neuartiges Bauweisen- und
Fertigungskonzept für das A320-SLW entwickelt,
welches als wesentliches Element die in einem
Schuss gefertigten Seitenschalen in Harzinfusions-
technologie und Sandwichbauweise beinhaltet.
Die Nachteile klassischer Sandwichbauweise kön-
nen durch den Einsatz eines verstärkten Schaum-
kernes entschärft bzw. beseitigt werden. Hierbei
kommen u.a. Kohlenstofffaserstifte („Pins“) zum
Einsatz, die den Kern in Dickenrichtung versteifen.
Vor der Harzinfusion liegen alle Kohlenstofffa-
serhalbzeuge in trockener Form vor. Der Schaum-
kern wird mit den trockenen FVK- Pins in Form von
Rovings bestückt, so dass die Anbindung an die
Deckschicht während der Harzinfusion durch zeit-
gleiches Aushärten aller Komponenten geschieht.
Das Bestücken des Kernes mit den FVK- Stiften,
das sog. „Pinnen“ kann seit Mitte des Jahres im CTC
mit einer neuartigen Pin-Maschine durchgeführt
werden. Diese wurde zusammen mit anderen
Partnern im LuFo geförderten Projekt „LOKOST“
entwickelt. Die Pin- Verstärkung von Sandwich-
strukturen verbessert vor allem die mechanischen
Steifigkeit des Kernes und die Widerstandsfähig-
keit gegenüber Schlagstoßbelastung. Weitere
Vorteile dieser Bauweise sind:
• Lokale Lasteinleitungsverstärkungen
• Eindämmen von Kernschädigungen
• Rissstoppende Wirkung
• Verbesserung der Anbindung zwischen Deck-
haut und Kern
Neben der Anwendung in der Luftfahrt kann
die entwickelte Bauweise in die unterschiedlichsten
Anwendungsbereiche außerhalb der kommerziellen
Luftfahrt übertragen werden. In vielen Bereichen,
wo flächige Leichtbaustrukturen benötigt werden,
bietet sich die vorgestellte Sandwichbauweise an.
Dies können z.B. die Rümpfe oder Aufbauten von
modernen Yachten und Schiffen sein, die Fahr-
gastzellen von Hochgeschwindigkeitszügen, Bau-
teile von Automobilen, Flügelblätter von Wind-
kraftanlagen oder auch hochsteife Wakeboards
sein.
Composite Technology Center GmbH Stadewww.ctc-gmbh.com
15
Verstärkte Schaumkernver-bunde als Zukunft für Flugzeug- Primärstrukturen?
Der Faserverbund bietet auf Grund seiner mechanischen Eigenschaften und Produktionsweisen Gestaltungsmöglichkeiten, die wesentlich von denen der klassischen Metallbauweise abweichen. Neben der Anisotropie der mecha-nischen Kennwerte zeichnen sich die Faserverbundkunststoffe (FVK) insbe-sondere dadurch aus, dass der spätere Werkstoff und das Bauteil zeitgleich während der Fertigung durch das Aushärten der Matrix entstehen.
die entwickelte Pin-Anlage im CTC in Stade
Verstärkte Sandwichstruktur mit Kohlenstofffaserpins
innOVATiOnEn & TEChniK
16 INNOVATION REPORT CFK-Valley Stade e. V.
Recycling für starke Fasern
Seit Jahren wird nach effektiven und effizi-
enten CFK Recyclingverfahren gesucht, um den
Stoffkreislauf der Carbonbranche zu schließen.
Bisher wurden dabei lediglich Recyclinglösun-
gen im technischen Kleinmaßstab gefunden,
die jedoch hinsichtlich der großtechnischen Re-
alisierbarkeit und vor allem der Produktentwick-
lung von hochwertig-vermarktbaren C-Faser Re-
cyclaten keine ökologische und wirtschaftliche
Lösung aufwiesen. In Fachkreisen wurde daher
bereits ein bevorstehender Entsorgungsnot-
stand für CFK Abfälle vorgezeichnet.
Angeregt durch das Kompetenznetzwerk
CFK Valley Stade e.V. bietet die inhabergeführ-
te Karl Meyer AG mit ihren 100 % Töchtern CFK
Valley Stade Recycling GmbH & Co. KG und der
Vertriebstochter carboNXT GmbH seit Anfang
2011 mit ihrem in Betrieb genommenen Euro-
päischen CFK Recyclingzentrum nunmehr die
grundlegende Lösung für eine hochwertige
Wiederverwertung aller in Europa anfallenden
CFK-Abfälle.
„Beim nachhaltigen Recycling ist insbeson-
dere eine ganzheitliche Betrachtung des Werk-
stoffkreislaufes wichtig“, berichtet Tim Rade-
macker, Geschäftsführer der CFK Valley Stade
Recycling und carboNXT. „Angefangen bei der
Entstehung der Abfälle beim CFK-Verarbeiter
mittels zertifizierter Systeme und einer opti-
mierten Abfalllogistik, über den Bereich der
Abfallaufbereitung, bis hin zur gemeinsamen
Entwicklung von neuen Anwendungen für
hochwertige C-Faser Recyclate werden jeweils
kundenindividuelle Lösungen erarbeitet“, so
Rademacker weiter, der seit Februar 2011 als
Technology Advisor auch dem CFK Valley e.V.
als Berater rund um das Thema Recycling von
CFK Abfällen zur Verfügung steht. Zur Tren-
nung von Faser und Kunststoffmatrix wird
dabei ein energieoptimierter Pyrolyseprozess
angewandt, der in einem einzigartigen Anla-
genkonzept realisiert wurde. Dieses Verfahren
trennt die Matrix zu 100% stofflich. Gewonnen
werden recycelte, absolut reine Kohlenstofffa-
sern mit nahezu gleichbleibenden mechani-
schen Eigenschaften im Vergleich zur Neufa-
ser. Die freigelegten Fasern werden in weiteren
Aufbereitungsschritten zu qualitativ hochwer-
tigen Faserprodukten verarbeitet und in den
Stoffkreislauf zurückgeführt. Für den Vertrieb
dieser individuellen Carbonkurzfasern gründe-
te die Karl Meyer AG im Sommer 2010 die car-
boNXT GmbH als Vertriebsgesellschaft.
Mit diesem CFK Recycling Konzept konnte der
bereits prognostizierte Entsorgungsnotstand
für die wachstumsstarke CFK Branche abgewen-
det und eine ressourceneffiziente Lösung zur
Schließung des CFK Werkstoffkreislaufes gefun-
den werden.
Mit der Inbetriebnahme der CFK Recycling-
anlage in Wischhafen bei Hamburg, die eine
Kapazität von rund 1.500 t/p.a. hat, kann der
Stoffkreislauf für sämtliche zur Zeit in Europa an-
fallenden CFK Abfälle geschlossen werden. „Un-
sere erlangte Technologieführerschaft stellt die
Basis für das Recycling in einem starken Wachs-
tumsmarkt dar, der in wenigen Jahren durch
„End-of-Life“ Rückläufe z.B. aus den Bereichen
Windenergie und Automobilbau erheblich stei-
gen wird“, so Rademacker.
Auf Grund des extrem energieaufwändigen
Herstellungsverfahrens für Kohlenstofffasern wird
durch die Rückführung von recycelten C-Fasern
in den Stoffkreislauf erheblich zu Energieeinspa-
rungen und Rohstoffeinsparung beigetragen.
Bei konservativer Annahme einer derzeitigen
produktionsbedingten CFK Abfallquote von
10-20% bei der Bauteilherstellung, im Zusam-
menhang mit dem prognostizierten Carbonfa-
serbedarf von 65.000 to. ab 2015 wird deutlich,
welche Mengen an hochwertigen CFK Materiali-
en ungenutzt ohne nachhaltige Recycling Alter-
native zur Verfügung stehen würden.
17
Mit den Produkten von carboNXT, die in ihren
Eigenschaften nur eine äußerst geringe Degra-
dation von ca. 5% gegenüber handelsüblichen
Neufasern aufweisen, können in den nächsten
Jahren völlig neue Anwendungen und Märkte
erschlossen werden.
Dafür konzentriert man sich im ersten Step
auf die Entstehung der Produktvarianten car-
boNXT „chopped“ und carboNXT „milled“.
Die Variante carboNXT „milled“, mit einer mitt-
leren Länge von 120 µm, eignet sich besonders
zur Dispergierung in verschiedene Werkstoffe.
Mit seinen spezifischen Kennwerten eignet sich
die Kurzfaser als Füllstoff, der sowohl die mecha-
nischen als auch die elektrischen Eigenschaften
des Bauteils aufwertet. Anwendungsbereiche
finden sich insbesondere im medizinischen
Bereich. Hier können Bauteile um antistatische
Merkmale erweitert werden.
Die Variante carboNXT „chopped“ ist in ver-
schiedenen Schnittlängen lieferbar. Die gewon-
nenen C-Faser Recyclate weisen i.d.R. Längen
von 3 bis zu 100 mm auf. Deshalb eignen sich
die Stapelfasern bestens für die Herstellung von
Bulk- und Sheet Moulding Compounds (BMC /
SMC). Gleichermaßen finden sie bei Spritzguss-
verfahren ihre Anwendung.
Neben den damit bereits heute gegebenen
Anwendungen im Bereich der Leichtbau- und
Spritzgussindustrie bestehen auf Grund der her-
vorragenden Produkteigenschaften weitere Ver-
arbeitungsmöglichkeiten u. a. im Zusammenhang
mit leitfähigen Produkten und textilen Strukturen,
wie z. B. Vliese aus recycelten Carbonfasern.
„Diese Vielfältigkeit an möglichen Anwendun-
gen wollen wir gemeinsam mit unseren Kunden
entwickeln und zur Marktreife bringen, um den
Werkstoffkreislauf weiter nachhaltig zu schlie-
ßen. Eine Herausforderung, die ein hohes Maß
an Vertrauen und enger Zusammenarbeit mit
unseren Partnern voraussetzt“, so Rademacker,
der sich dieser zukunftweisenden Herausforde-
rung positiv und offen gegenüber aufstellt.
CFK Valley Stade Recycling GmbH & Co. KGwww.cfk-recycling.com
Vertriebsgesellschaft: carboNXT GmbHwww.carbonxt.de
innOVATiOnEn & TEChniK
Tim Rademacker Geschäftsführer beider Gesellschaften,
mit einem carboNXT verstärktem Polyamid Prüfkörper
carboNXT chopped carboNXT milled
innOVATiOnEn & TEChniK
18 INNOVATION REPORT CFK-Valley Stade e. V.
„Die Preisträger sind eindrucksvolle Beispiele
dafür, wie Wirtschaft und Wissenschaft gemein-
sam neue Lösungen zum nachhaltigen Rohstof-
feinsatz finden. Das ist für den Industrie- und
Innovationsstandort Deutschland unverzichtbar.
Durch effiziente Prozesse und Produkte können
die Unternehmen selbst einen erheblichen Bei-
trag zur Rohstoffsicherung leisten. Wie zwei der
Preisträger zeigen, ist auch das Thema Recycling
aktueller denn je“, betonte Bundeswirtschaftsmi-
nister Philipp Rösler in seiner heutigen Rede.
Die CFK Valley Stade Recycling GmbH & Co. KG
hat das rohstoffeffiziente Verfahren entwickelt, de-
ren Schwestergesellschaft carboNXT GmbH ver-
marktet die hochwertigen CFK Recyclingprodukte
international. 2007 und 2010 gegründet, zählen
beide Unternehmen zu den klassischen Startups.
„Für zwei junge Unternehmen in einer so in-
novativen Branche wie der des CFK-Leichtbaus
ist diese Auszeichnung ein großer Erfolg und ein
wichtiger Meilenstein in ihrer Entwicklung und
würdigt die enormen Potentiale, die in diesem Ge-
schäftsfeld liegen“, erklärte Dr. Axel Meyer.
„Insbesondere ist dies aber auch eine Wür-
digung des Engagements unseres CFK Teams.
Gleichzeitig bedeutet dies auch eine Hervorhe-
bung des Netzwerkes des CFK-Valley Stade e.V.
und der Wirtschaftsregion Stade insgesamt“, sind
sich die Geschäftsführer einig.
Ausgezeichnet! Bundeswirtschaftsminister Rösler prämiert herausragende Rohstoffeffizienz
Karl Meyer Unternehmen CFK Valley Stade Recycling GmbH & Co. KG und carboNXT GmbH gewinnen „Deutschen Rohstoffeffizienz-Preis 2011“Bundeswirtschaftsminister Dr. Philipp Rösler zeichnete heute erstma-lig vier Unternehmen und ein Forschungsinstitut mit dem „Deutschen Rohstoffeffizienz-Preis 2011“ aus. Zu den Gewinnern zählen auch die Schwesterunternehmen CFK Valley Stade Recycling GmbH & Co. KG und die carboNXT GmbH. Beide sind 100%ige Töchter der in Wischha-fen ansässigen Karl Meyer Gruppe, die sich die Auszeichnung teilen. Karl Meyer AG Vorstand Dr. Axel Meyer sowie Oliver Grundmann und Tim Rademacker, Geschäftsführer der ausgezeichneten Unterneh-men, nahmen den Preis am 30. November 2011 im Bundesministeri-um für Wirtschaft und Technologie in Berlin persönlich entgegen.
Preisträger „deutscher Rohstoff Effizienz Preis 2011“
innOVATiOnEn & TEChniK
19
In Kooperation mit der Deutschen Rohstoff-
agentur (DERA) hatte das Bundesministerium für
Wirtschaft und Technologie den „Deutschen Roh-
stoffeffizienz-Preis 2011“ in diesem Jahr zum ersten
Mal ausgeschrieben.
Der Preis ist mit jeweils 10.000 Euro dotiert. Be-
werben konnten sich mittelständische Unterneh-
men mit bis zu 1.000 Mitarbeitern, die ein marktfä-
higes Konzept zur Einsparung von Rohstoffen und
Materialien vorlegten.
Die Karl Meyer Töchter CFK Recycling GmbH &
Co. KG und carboNXT GmbH zählten zu den zahl-
reichen Bewerbern und konnten die Fachjury, die
sich aus Vertretern der Wissenschaft, Wirtschaft
und Gesellschaft zusammensetzt, sowohl mit ih-
rem europaweit einzigartigen Recyclingverfahren
als auch mit den Produktvarianten „carboNXT mil-
led“ und „carboNXT chopped“ überzeugen. Beide
Unternehmen sind Teil der Karl Meyer Gruppe, die
in Wischhafen an der Elbe ihren Firmenstammsitz
hat. Vor Ort werden die CFK-Materialien in einem
aufwändigen thermischen Prozess recycelt und
mittels eines patentrechtlich geschützten Verfah-
rens zu hochwertigen Carbonkurzfasern veredelt.
Insbesondere im Flugzeug- und Automobilbau
nimmt die Bedeutung des Leichtbauwerkstoffs
stetig zu. Mit seinen spezifischen Kennwerten
eignet sich die Kurzfaser als Füllstoff, der sowohl
die mechanischen als auch die elektrischen Eigen-
schaften des Bauteils aufwertet.
Als Entsorgungsdienstleister mit mehr als 60
Jahren Erfahrung und Kompetenz bietet die Karl
Meyer Gruppe den beiden jungen Unternehmen
eine optimale Wachstumsbasis.
„Die Honorierung ist nicht nur die Anerkennung
des Geleisteten sondern auch die Bestätigung für
ein Konzept, welches nachhaltiges Recycling als
die ganzheitliche Betrachtung eines Werkstoff-
kreislaufes auf Basis der Entwicklung von vermark-
tungsfähigen Produkten mit einzigartigen Eigen-
schaften beinhaltet“, sagt Tim Rademacker. „Die
Vielfältigkeit an den sich daraus ergebenden neu-
en Anwendungen wollen wir gemeinsam mit un-
seren Kunden weiterentwickeln und zur Marktreife
bringen. Eine Herausforderung, die ein hohes Maß
an Vertrauen und enger Zusammenarbeit mit un-
seren Partnern voraussetzt“, betont Rademacker,
der sich dieser zukunftweisenden Aufgabe positiv
und offen gegenüber aufstellt. Neben den bereits
heute gegebenen Anwendungen im Bereich der
Leichtbau- und Spritzgussindustrie bestehen auf
Grund der hervorragenden Produkteigenschaf-
ten weitere Verarbeitungsmöglichkeiten u. a. im
Zusammenhang mit leitfähigen Produkten und
textilen Strukturen, wie z. B. Vliese aus recycelten
Carbonfasern.
Die Karl Meyer Gruppe, vor mehr als sechs
Jahrzehnten am Firmenstammsitz in Wischhafen
an der Elbe gegründet, beschäftigt konzernweit
mehr als 700 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter an
14 Standorten. Mit insgesamt 21 Firmen ist das
Unternehmen in Wischhafen, Berlin, Hamburg,
Hessen, Stade, Cuxhaven, auf Helgoland und an
weiteren Standorten im norddeutschen Raum
vertreten. Kerngeschäfte der Unternehmens-
gruppe sind Umwelt- und Entsorgungsdienst-
leistungen im kommunalen und gewerblichen
Bereich, die Vermarktung von Sekundärrohstof-
fen, die Entwicklung und der Betrieb von Recy-
cling- und Sortieranlagen sowie die Bereiche
Transport und Logistik. Die Karl Meyer Gruppe ist
darüber hinaus in den Sparten Schifffahrt , Fort-
bildung, Energiesysteme und dem Vertrieb von
Automobilen vertreten. Dr. Axel Meyer führt das
Unternehmen heute gemeinsam mit Vorstand
Dr. Frank Schernikau.
CFK Valley Stade Recycling GmbH & Co. KGwww.cfk-recycling.com
Vertriebsgesellschaft: carboNXT GmbHwww.carbonxt.de
v. l. Tim Rademacker, dr. Axel Meyer, oliver Grundmann, dr. Philipp Rösler,
Prof. dr. Hans-Joachim Kümpel
v. l. dr. Axel Meyer, oliver Grundmann, dr. Philipp Rösler
innOVATiOnEn & TEChniK
20 INNOVATION REPORT CFK-Valley Stade e. V.
In der Nähe der Endmontage am Standort Stade
südwestlich von Hamburg entstehen die Seitenleit-
werke für einen Großteil der Airbus Produktfami-
lien. Der Fertigungs- und Montageprozess ist sehr
aufwendig: zunächst werden die Außenhaut- und
Verbindungsteile aus dem Verbundwerkstoff CFK
vorgefertigt. Der Trend geht dabei heute verstärkt
zur Produktion von sogenannten Prepregs. Darun-
ter versteht man mit Kunstharz vorimprägnierte
Kohlefaser-Gewebe und -Gelege, aus denen dann
Platten- und Profil-Halbzeuge entstehen, die an-
schließend durch spanende Bearbeitung ihre End-
kontur erhalten. In nächsten Schritt werden dann
alle zur Montage notwendigen Verbindungsboh-
rungen eingebracht, allerdings nicht unbedingt mit
dem endgültigen Fertigmaß, um Schwankungen
bei der Montage ausgleichen zu können. Während
früher hier noch die Handarbeit überwog, stehen
in diesem Bereich inzwischen voll automatisierte
Fertigungsanlagen zur Verfügung.
Die Montage der Einzelteile des Seitenleitwerks
erfolgt in einer Art Kastenbauweise, bei der die
beiden Schalen durch Stegplatten verbunden
werden. Diese werden zunächst durch Zent-
rierdorne ausgerichtet und anschließend durch
Passbohrungen verbunden. Anschließend erfolgt
die Ausstattung des Leitwerkskastens mit allen
Versorgungsleitungen und elektronischen Kom-
ponenten. Im letzten Schritt wird das Leitwerk
aufgerichtet und in einer speziellen Vorrichtung
zur Endmontage fixiert. Neben dem Ruderblatt an
der Rückseite des Leitwerkes werden nun auch die
aus Glasfaserverbundmaterial hergestellten Aero-
dynamikbauteile an der Vorderseite verschraubt.
Damit ist die Systemkomponente fertig für den
Transport zur Endmontage.
Die Serienfertigung von CFK braucht stabile Prozesse
Doch nicht nur die Produkttechnologie hat
sich im Laufe der Zeit verändert, auch der gesam-
te Produktionsprozess wurde im Hinblick auf die
enorm gestiegenen Stückzahlanforderungen in-
nerhalb des Airbus-Konzerns angepasst. Für die
Werker in Stade bedeutete dass seinerzeit, dass im
Bereich der CFK-Fertigung innerhalb kürzester Zeit
die damalige Fertigungs- und Montagestruktur
von einer Manufaktur zur industriellen Produktion
weiterentwickelt werden musste. Durch die weit-
gehende Automatisierung der Produktion haben
sich auch die Anforderungen an die im Rahmen
der Montage eingesetzten Maschinen und Werk-
zeuge grundlegend verändert. Während früher
die Qualität eines einzelnen Bearbeitungsschrittes
oberste Priorität bekam, ist es heute die Prozesssi-
cherheit, die im Fokus steht. Beispiel hierfür ist das
Montagezentrum 3, kurz: MZ3. Dabei handelt es
sich um eine CNC-gesteuerte Portalbohrmaschi-
ne, auf dem der bereits mit Spanten versehene
Leitwerkskasten an beiden Enden mit sogenann-
ten Konsolen verbunden wird. Dazu wird der
Leitwerkskasten auf dem sogenannten FEMI über
indexierte Bohrungen zwischen den Führungs-
bahnen positioniert und anschließend fixiert. Im
nächsten Schritt werden über ein spezielles Mess-
programm die Bohrungspositionen sektionsweise
ermittelt. Danach erst erfolgt der eigentliche Bear-
beitungsprozess, bei dem knapp 500 Bohrungen
in das Bauteil eingebracht werden.
Standzeiten spielen eine zentrale RolleIn der Ausgangssituation erfolgte die Bearbei-
tung bislang mit einem Vollhartmetallbohrer mit
Vorschneider (Fertigmaßdurchmesser: ¼“) und
einer für den Verbundstoff CFK/Shim/CFK-spe-
zifischen Schneidengeometrie im sogenannten
„one-shot“ Verfahren ohne Vorbohren. Die Dreh-
zahl lag bei 5.500 1/min, die Schnittgeschwindig-
keit bei 110 m/min, der Vorschub betrug etwa 550
mm/min. Als Standzeitkriterien dienten in diesem
Fall zum einen die Maßhaltigkeit des Bohrungs-
durchmessers sowie zum anderen eine eventuelle
Delamination am Bohrungsein- bzw. –austritt.
Die Standmenge, d.h. die Anzahl der gebohrten
Löcher lag bei diesen Werkzeugen bei etwa 120,
so dass bisher bei jedem Bauteil etwa fünf Bohr-
werkzeuge zum Einsatz kamen. Hinzu kam das
Problem, dass die Prozesssicherheit dieser Werk-
zeuge Schwankungen unterworfen war. Deshalb
mussten alle Werkzeuge vor Ihrem Einsatz am
Bauteil 10 Referenzbohrungen in ein Testwerk-
stück absolvieren. Außerdem wurden regelmäßig
im Prozess Zwischenkontrollen mit klassischen
Grenzlehrdornen durchgeführt.
KROMI Engineering bringt Prozessoptimierung Gemeinsam mit dem Hamburger Tool Manage-
ment Spezialisten KROMI suchte man in diesem
Bereich nach neuen Werkzeugen, um die Stand-
zeit und die Prozesssicherheit zu erhöhen. Dem
Vorschlag der Zerspanungsprofis folgend wurden
auch Versuche mit diamantbeschichteten Bohrern
vorgenommen. Gemeinsam mit einem namhaften
Werkzeughersteller wurden spezielle Werkzeuge
entwickelt, bei denen Schneidengeometrie und
Beschichtung auf die besonderen Anforderungen
der Bearbeitungsaufgabe abgestimmt wurden.
Für die anschließenden Testbohrungen wurden
die bisherigen Prozessparameter zunächst weit-
gehend übernommen. Dabei zeigten sich keiner-
lei Abweichungen der Bearbeitungsergebnisse
vom bisherigen Ist-Zustand, so dass die Versuche
unmittelbar auch direkt am realen Bauteil durch-
geführt werden konnten. Das Ergebnis war über-
zeugend: die neuen Bohrer kamen auf eine fast
fünfmal so hohe Standzeit, auch die Prozesssicher-
heit konnte deutlich verbessert werden.
CFK-Bohren im Grenzbereich Trotz moderner Werkzeugwerkstoffe bleibt die Bearbeitung der Airbus Seitenleitwerke aus Kohlefaser-Verbundmaterialien eine technologische Herausforderung
der Anteil der Bauteile aus Kohlefaser-Verbundwerk-
stoffen im Flugzeugbau wächst stetig. Für die Serienfer-
tigung ist es deshalb zwingend erforderlich, Werkzeuge
für möglichst robuste und kostengünstige Prozesse zu
entwickeln (Bild: Airbus)
innOVATiOnEn & TEChniK
21
CFK-Reparatur-Vorbereitung: Mobil und automatisch
BCT GmbH ist ein Systemhaus spezialisiert
auf die automatisierte Bearbeitung individuell
verformter Werkstücke. BCT-Systeme werden
bei der adaptiven Fertigung und automatischen
Reparatur von Triebwerks- und Turbinen-Kom-
ponenten weltweit erfolgreich eingesetzt. Auch
bei der CFK-Bearbeitung lassen sich adaptive
Bearbeitungssysteme effizient einsetzen.
Denn in allen Phasen der CFK-Fertigung, beim
Re-Work und bei der Reparatur spielen Abwei-
chungen der CFK-Bauteile von der Soll-Form eine
entscheidende Rolle. Die BCT-Systeme zum In-
Prozess-Scannen und zur geometrisch adaptiven
Bearbeitung kompensieren Formabweichungen
als auch ungenaue Aufspannlagen. Hierdurch
wird eine Automatisierung geometrisch kriti-
scher NC-Prozesse erst möglich. Die Durchlauf-
zeiten und Kosten werden erheblich reduziert.
Brandneu: BCT bietet stationäre und mobile
Automatisierungs-Lösungen zum Schäften von
Patch-Reparaturen an (siehe Bild). Denn die rein
manuelle Reparatur von CFK-Strukturen ist zeit-
aufwändig. Vor allem das stufenweise Schäften
für die Patch-Reparatur ist sehr arbeitsintensiv.
Mit der mobilen, adaptiven Fräsanlage lassen
sich die Standzeiten drastisch verkürzen und die
Güte der Reparaturvorbereitung für das Patchen
erheblich verbessern. Ausgerüstet mit Laser-
Scanner und BCT-Software lassen sich mit der
mobilen Fräsmaschine beliebig geformte CFK-
Strukturen vollautomatisch schäften.
Die fünfachsige NC-Fräsmaschine ist portabel
und leicht zu handhaben. Über Vakuum-Span-
nelemente wird sie am CFK-Bauteil bzw. Rumpf
angedockt. Ein Laser-Linien-Sensor scannt den
Schadenbereich. Die Adaptions-Software trans-
formiert die angewählte Patch-Konfiguration
auf die 3D-Ist-Geometrie und berechnet die
fünfachsigen Fräsprogramme zum Erzeugen
der Schäftung oder Stufung. Der gesamte Ab-
lauf erfolgt automatisch.
Das modulare Systemkonzept - bestehend
aus portabler Maschine, optischem Scanner
und Adaptions-Software - kann flexibel an un-
terschiedliche Aufgabenstellungen für Re-Work
und Reparatur von CFK-Strukturen angepasst
und erweitert werden.
BCT GmbHwww.bct-online.de
Automatisierungs-Lösungen zum Schäften
von Patch-Reparaturen
Fazit: Der auf eine Optimierung der Kosten pro Bau-
teil ausgerichtete KROMI Engineering Prozess bie-
tet für Kunden eine kontinuierliche Verbesserung
der Zerspanungsprozesse. Die in diesem Bericht
beschriebene Werkzeugoptimierung bringt aber
nicht nur Einsparungen auf der Kostenseite durch
die deutlich höheren Standzeiten; auch die Ne-
benzeiten für die im Prozess bisher erforderlichen
Werkzeugwechsel fallen nun weg. Unter Berück-
sichtigung der Stundensätze des Montagezen-
trums MZ3 ein nicht unerheblicher Faktor. Und
nicht zuletzt bedeutet die neue Lösung auch ei-
nen wichtigen Schritt auf dem Weg zu stabileren
Prozessen, bei dem aufwändige Zwischenkontrol-
len zukünftig ebenfalls wegfallen können.
KROMI Logistik AGwww.kromi.de
22 INNOVATION REPORT CFK-Valley Stade e. V.
ZF Lemförder GmbH erhält für sein Projekt „Hybrid-Bremspedal in Verbindung mit endlosfaser-verstärktem Kunststoff“ den „Composite Innovations Award 2011“.
Zur Bewerbung aufgerufen waren Innovations-
treiber (Unternehmen und Institute) im Zielfeld
kohlestofffaserverstärkter Kunststoffe (kurz „CFK“),
die mit ihrem Themenvorschlag bzw. Umset-
zung einen erheblichen Beitrag zur Entwicklung
von Werkstoffen und Verfahren für marktfähige
carbonfaserverstärkte Verbundstrukturen leis-
ten können. Als besonders innovativ bewerteten
die Jurymitglieder das Projekt der ZF Lemförder
GmbH: Das Hybrid-Bremspedal in Verbindung mit
endlosfaserverstärktem Kunststoff. Mit einer aus
Organoblech und Spritzguss gefertigten Leicht-
baukomponente demonstrierten die Ingenieure
der ZF-Division PKW-Fahrwerktechnik, wie sich
ohne Einbußen bei der Belastbarkeit circa 50 Pro-
zent des Gewichts einsparen lässt. Zugleich macht
die ZF-Leichtbaukonstruktion zahlreiche Prozess-
schritte bei der Produktion überflüssig und ge-
währleistet so eine kostengünstige Herstellung.
Organobleche sind endlosfaserverstärkte,
thermoplastische Kunststoffe, die sich durch
hohe Festigkeit und Steifigkeit auszeichnen. Die
ZF-Entwickler passten bei ihrer Konstruktion die
Faserorientierung des Materials exakt an die Bau-
teilbelastung an. Auf diese Weise bringt das Hy-
brid-Bremspedal nur 355 Gramm auf die Waage,
circa 50 Prozent weniger als ein herkömmliches
Bremspedal aus Stahl. Zudem lässt es sich einfa-
cher - das heißt in weniger Prozessschritten - her-
stellen als konventionelle Pedale. Das von ZF ein-
gesetzte Material ist zudem voll recyclingfähig.
„Wir freuen uns, dass unser Konzept die Jury
überzeugt hat, wie sich auch im sicherheitsrele-
vanten Bereich durch Leichtbau mehrfache Vor-
züge verbinden lassen: Nutzen für die Umwelt
und ein einfacherer Herstellungsprozess“, so Dr.
Torsten Bremer, Leiter des Geschäftsfelds Gummi
& Kunststoff der ZF-Division Fahrwerktechnik.
Die Preisverleihung fand im Rahmen der dies-
jährigen 5. CFK-Valley Stade Convention am 07.
Juni im CFK NORD Stade statt. Der Preis wurde
vom CFK-Valley Stade e.V. gemeinsam mit der
Hansestadt Stade und der PRIVATEN HOCH-
SCHULE GÖTTINGEN gestiftet. Dies mit dem
Ziel, Technologie- und Markttreiber im Bereich
CFK aktiv zu fördern. Weitere Informationen und
Impressionen zur 5. CFK-Valley Stade Conven-
tion sowie zur Preisverleihung des „Composite
Innovations Award“ stehen unter:
www.cfk-convention.com zur Verfügung.
CFK-Valley Stade e.V.www.cfk-valley.com
v.l.n.r.: Prof. dr. Bernt R. A. Sierke, Präsident der
PRIVATEN HoCHSCHULE GÖTTINGEN Hans-
Hermann ott, 1. stellv. Bürgermeister Hansestadt
Stade; Burkhard Tiemann, Leiter Produktgruppe
Kunststoff der ZF-division Fahrwerktechnik; Patrick
Markert, Geschäftsstellenleiter CFK-Valley Stade e. V.
Der „Composite Innovations Award“ wurde in diesem Jahr bereits zum 5. Mal in Folge ausgeschrieben und ist mit einem Stipendium für den Stu-diengang „Verbundwerkstoffe/Composites“ mit dem Abschluss „Master of Science“ im Wert von 18.000 € dotiert. Die Experten nominierten die ZF Lemförder als Preisträger, die mit ihrem Projekt „Hybrid-Bremspedal in Verbindung mit endlosfaserverstärktem Kunststoff“ ins „Schwarze“ trafen.
innOVATiOnEn & TEChniK
Burkhard Tiemann, Leiter Produktgruppe Kunst-
stoff der ZF-division Fahrwerktechnik, nahm den
„Composite Innovations Award 2011“ entgegen
innOVATiOnEn & TEChniK
23
CFK nachbearbeitungsfrei fräsenOellerich setzt bei der Bearbeitung von Stringern auf eine neue Werkzeug-generation von Hufschmied
The Expert Forum for Composite Lightweight
Construction
www.cfk-convention.com
6th CFK-Valley Stade Convention 12-13 June 2012 Stade (Germany)
„Productivity and Economic Efficiency“
Submit an abstract! Be an exhibitor! Take part as a participant!
Der Anteil von CFK in der Luftfahrtindustrie
wächst stetig. Die Stringer für das Seitenleit-
werk des A380 zum Beispiel, werden als T-Profile
aus CFK/HTS-Fasern von SARTEX gefertigt. Die
Oellerich GmbH in Stade befräst die Bauteile auf
voller Länge und hat dabei von Anfang an – also
seit 1995 – mit Werkzeugen von Hufschmied
gearbeitet. Heute kommt die im Sinne der Qua-
litätsverbesserung kontinuierlich weiterentwi-
ckelte, zweite Generation von Spezialfräsern
zum Einsatz. Damit ist jetzt die nachbearbei-
tungsfreie Bearbeitung der zwölf Meter langen
Stringer möglich.
Hufschmied hat die Weiterentwicklung der
Werkzeuge in zwei Stoßrichtungen vorangetrieben.
Zum einen wurde die bewährte TecShark-Geome-
trie gemäß der Werkstoffmatrix weiter optimiert.
Durch subtile Anpassungen der Schneidwinkel
wird die Faser jetzt ohne Delamination und mit
geringstmöglichem Wärmeeintrag durchtrennt.
Qualitätsprobleme an den Beschnittkanten wurden
durch extrem scharfe Schneidkanten behoben, die
nun ein nachbearbeitungsfreies Ergebnis liefern.
Für die Herstellung dieser Werkzeuge kommt bei
Hufschmied ein Laser zum Einsatz, der die Schneid-
kanten mit höchster Präzision bearbeitet. So ge-
schliffene Werkzeuge erreichen jetzt noch höhere
Standzeiten. Gefahren wird mit Drehzahlen im Be-
reich von 20.000 bis 23.000 U/min und einem Vor-
schub von 1.200 mm bis 1.500 mm pro Minute.
Die für Oellerich erreichte Kostenersparnis
durch die im Zuge der kontinuierlichen Pro-
zessberatung erfolgte Weiterentwicklung der
Hufschmied Werkzeuge ist wesentlich, die Be-
arbeitungsqualität konnte ebenfalls deutlich
gesteigert werden. Weitere Details gerne auf
Anfrage.
HUFSCHMIED Zerspanungssysteme GmbH www.hufschmied.net
24 INNOVATION REPORT CFK-Valley Stade e. V.
nEuES AuS dEm nETzwERK
Die besten Rezepte haben bekanntlich nur
wenige, aber dafür sehr gute Zutaten. Es ist dann
das spezielle Wissen um die besondere Art der Zu-
bereitung, die den Unterschied macht. Und man
sollte einfach außergewöhnlich denken und auch
ein wenig „verrückt“ im Sinne bekannter Wege
handeln. Die cgb Carbon Großbauteile GmbH in
Wallerstein versteht sich seit 2008 darauf, aus den
Ausgangsmaterialien Kohlenstofffäden (Rovings)
und Epoxidharz durch die Verknüpfung von ver-
schiedenen innovativen Fertigungsmethoden
Außergewöhnliches, vielleicht zunächst scheinbar
„Verrücktes“ im Bereich Composites zu realisieren.
Die Projekte der cgb folgen dabei stets dem Fir-
menmotto: „cgb – beyond the conventional“
Die cgb gestaltet und fertigt maßgeschneiderte
CFK und GFK Fertiglösungen, die sich ausschließ-
lich an den spezifischen Anforderungen des
Kunden und den außergewöhnlichen Materialei-
genschaften und Möglichkeiten von Composite
Werkstoffen orientieren. „Der richtige, effiziente
Einsatz von Composite Werkstoffen entscheidet
sich bereits in der Design- und Konstruktionspha-
se“, so Dipl.-Ing. Bernd Schottdorf, Geschäftsführer
der inhabergeführten cgb. „Es ist meist nicht sinn-
voll, einfach eine herkömmliche Bauteilgeometrie
in Carbon auszuführen. Herausragende Ergebnisse
können erst erzielt werden, wenn etwa die Fasern
im Bauteil dem Kraftverlauf folgen und gleichzeitig
eine hohe Laminatqualität erreichbar ist“, so Bernd
Schottdorf. Der Geschäftsführer der cgb möchte
durch die innovative Kombination von bekannten
Fertigungsmethoden und der Ergänzung einiger
von cgb patentierten Sonderlösungen die Wirt-
schaftlichkeit und Eignung zur Serienproduktion
von großen Bauteilen aus Composites beweisen.
Gleich zu Beginn des Jahres 2011 machte die
cgb spektakulär auf sich aufmerksam. Im Januar
2011 wurde am Effnerplatz im Münchner Nord-
osten die 52 Meter hohe Carbon-Skulptur „Mae
West“ errichtet. Das Kunstwerk wurde im Auftrag
des Baureferates der Landeshauptstadt München
als Kunst-am-Bau-Projekt als Teil der Tunnelbau-
maßnahme „Mittlerer Ring Ost“ realisiert. In einem
Wettbewerb setzte sich die Carbon-Skulptur der
renommierten Künstlerin Rita McBride bereits im
Jahre 2003 durch. Die folgenden sechs Jahre such-
te man vergeblich nach einer technischen Mög-
lichkeit, die gewagte Skulptur zu konstruieren. Erst
nachdem die cgb im Jahre 2009 die Möglichkeiten
von Carbon und die Zugwickeltechnik vorschlug,
wurde das Projekt vollständig durch die cgb zügig
realisiert.
Die beeindruckende und mit ihren 52 Metern
Höhe weithin sichtbare taillenförmige Skulptur
aus Carbon-Rohren erinnert an eine sich leichtfü-
ßig drehende Tänzerin mit fliegendem Rock. „Mae
West“ fügt sich dabei harmonisch in die bestehen-
de Hochhaus-Architektur des Münchner Effnerplat-
zes ein. Um sie herum kreist der pulsierende Ver-
kehr der bayerischen Landeshauptstadt, sogar eine
neue Straßenbahnlinie wird ab Ende 2011 zu ihren
Füßen hindurch fahren. Das Kunstwerk besteht aus
32 CFK-Rohren mit bis zu 40 Metern Länge, die aus
Kohlenstofffasern und Epoxidharz im Wickelver-
fahren produziert wurden. cgb verantwortete die
Produktion der Rohre, die Vorfertigung der An-
bindungselemente, den Aufbau vor Ort und das
gesamte Projektmanagement und erwirkte eine
Zulassung im Einzelfall für CFK im Hochbau bei der
Landeshauptstadt München.
Die bei „Mae West“ von cgb umgesetzten Tech-
nologien sind in ihrer Kombination weltweit ein-
malig, gerade in dieser Dimension: Aus einer un-
unterbrochenen Faser entsteht ohne Nähte oder
Klebungen eine durchgängige verwobene Struk-
tur mit integriert optimiertem Faserverlauf, in das
Anbindungssysteme mit bündigem Formschluss
direkt eingewoben werden. Anschaulich demons-
trierte die cgb dies auf der JEC Paris 2011 und Com-
Für gewöhnlich das Außergewöhnliche -Projekte bei der cgb Carbon Großbauteile GmbH
„cgb Carbon Grossbauteile Mae West“: das Foto
zeigt die 52 Meter hohe Skulptur am Münchner
Effnerplatz.
„cgb Carbon Grossbauteile Wickelprozess“: das Foto zeigt die vorgespannten Fasern,
auf die direkt gewickelt wird.
25
nEuES AuS dEm nETzwERK
posites Europe 2011 in Stuttgart mit einem über-
großen Carbon-Rohr. Die stattlichen Dimensionen
des Ausstellungsstücks: 42 Meter Länge, 800mm
Durchmesser, 7mm Wandstärke, aber inklusive An-
bindungssystemen aus Stahl nur 1,1 Tonnen schwer.
Gewickelt wurde es auf einer in Größe und Tech-
nologie weltweit einmaligen Zugwickelmaschine
der cgb ohne Kern direkt auf vorgespannte Fasern.
Diese 0 Grad-Lagen sind Bestandteile des fertigen
Rohres und tragen ebenso wie der hohe Anteil an
10 Grad-Lagen maßgeblich zu der enormen Biege-
steifigkeit des Rohres bei. Der Produktionsprozess
ist extrem effizient: Ein solches Rohr wird komplett
in nur zwei Tagen hergestellt.
Ein weiterer Schwerpunkt im Produktangebot
der cgb ist QuickPreg. Dies sind Halbzeuge ähnlich
einem Prepreg. Mögliche Dimensionen bei der cgb:
bis zu einer Größe von 12 auf 16 Metern. Durch ein
spezielles Verfahren wird der Faserverlauf optimal auf
die Eigenschaften des fertigen Bauteils ausgerichtet
und ermöglicht so eine maximale Ausnutzung der
potentiellen Materialperformance. Aus dem hohen
Benetzungsgrad mit Harz folgt eine hervorragende
Laminatqualität und ein sehr geringer Void Content.
QuickPreg ermöglicht eine vergleichbare Flexibilität
in der Formgebung wie beim Kunststoffspritzguss.
Für das Nasspressverfahren können bereits vorhan-
dene Presswerkzeuge weiter genutzt werden, diese
werden vorgeheizt. Zum Verkleben bei Baugruppen
wendet cgb ein spezielles Laser-Verfahren an. Durch
die kurzen Produktionszeiten eignet sich cgb Quick-
Preg neben dem Prototypenbau vor allem zur effizi-
enten Realisierung von Serienproduktionen.
Die cgb ist seit Sommer 2011 Mitglied im CFK
Valley Stade e.V. Zudem engagiert sich die Firma
im Carbon Composites e.V. (CCeV) und hat For-
schungs-Kooperationen mit dem Lehrstuhl für
Carbon Composites (LCC) der TU München, dem
Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg,
dem Institut für Tragkonstruktionen und Konst-
ruktives Entwerfen (ITKE) Stuttgart, dem Institut
für Flugzeugbau (IFB) Stuttgart, dem Fraunhofer
Institut und der FH Zwickau.
Die cgb wird weiter stark expandieren. Die vor-
handenen Kapazitäten werden bis Sommer 2012
vervierfacht. Mit Investitionen von rund 15 Mio.
EUR werden mittelfristig 60 neue qualifizierte
Arbeitsplätze im „Carbon Village Wallerstein“ ge-
schaffen und die Fertigungsmöglichkeiten konse-
quent erweitert. Denn die cgb sieht für integrierte
Composite-Lösungen enormes Potential und viel
Nachfrage, gleichzeitig ist der Anbietermarkt hier-
zu erst am Entstehen. Serienproduktion und der
Beweis der Wirtschaftlichkeit sind die wichtigsten
Herausforderungen der kommenden Jahre. Die
cgb möchte sich an die Spitze dieser Entwicklun-
gen setzen. Und weiterhin mit besten Zutaten,
speziellem Wissen und einem gesunden Maß an
„Verrücktheit“ Außergewöhnliches im Bereich
Composites schaffen, folgend der Leitlinie „cgb –
beyond the conventional“.
cgb Carbon Großbauteile GmbH www.carbon-grossbauteile.com
„cgb Carbon Großbauteile GmbH Wallerstein“: das Bild zeigt das Firmengebäude in Wallerstein.
die neue Werkhalle und das neue Verwaltungsgebäude entstehen bis Sommer 2012 direkt daneben.
„cgb Carbon Grossbauteile 42 Meter Rohr“
26 INNOVATION REPORT CFK-Valley Stade e. V.
Mechatronik und CFK - eine gute Symbiose
nEuES AuS dEm nETzwERK
Drei Mitglieder des CFK-Valley Stade e.V., die
GMA-Werkstoffprüfung GmbH in Stade, die CFK-
Recycling Nord GmbH und die TTT The Team
Composite AG stehen bereits auf der Liste „offene
Praxisplätze“, welche die Hochschule an die Stu-
dienbewerberinnen und –bewerber herausgibt.
Einige weitere Unternehmen sind in der Pipeline.
„Wir sind froh, dass dem diesjährigen Bewerber-
ansturm im Studiengang Mechatronik DUAL eine
große Zahl von innovativen Unternehmen aus der
Region gegenüberstehen. Das Thema CFK schafft
damit nachhaltig Arbeitsplätze für Ingenieure“,
sagt Oliver Hartwig, an der hochschule 21 verant-
wortlich für Marketing und Kommunikation.
Die Hochschule bringt vor allem ihre Kompetenz
bei der Automatisierung ein. „Das Fokusthema der
aktuellen Forschungs- und Entwicklungsarbeit an
dem Werkstoff CFK im Kontext Flugzeugbau ist
die zuverlässige und schnelle und damit kosten-
günstige Produktion von dreidimensionalen Bau-
teilen. Hierbei spielt die Automatisierung dieser
Herstellung eine zentrale Rolle. Hier benötigt man
große Raumfreiheiten in drei Raumrichtungen, was
nur durch Großrobotertechnik möglich ist. Solche
Automatisierungs- und Robotertechnik ist einer
der Schwerpunkte im Studiengang Mechatronik
DUAL“, erläutert Professor Dr.-Ing. Thorsten Uelzen,
Studiengangsleiter der hochschule 21. Als eine von
wenigen Hochschulen verfügt die hochschule 21
über eine entsprechende Laborausstattung mit
Industrierobotern für Forschung und Schulung.
„Bei uns lernen die Studierenden an den Modellen
nach Industriestandard, wie sie auch in der Ferti-
gung eingesetzt werden – nur dort dann ein paar
Nummern größer.“ Professor Uelzen ist überzeugt,
dass Automatisierung ein Schlüssel für den Erfolg
von CFK auch in anderen Branchen sein wird. „Die
grundlegenden Eigenschaften von CFK als Werk-
stoff sind zwar bekannt, aber noch nicht vollständig
erforscht. So wird es durch weitere Forschungs-
und Entwicklungsarbeit möglich sein, dass dieser
Werkstoff immer höherwertigere Eigenschaften
besitzen wird. Damit wird er zukünftig in die un-
terschiedlichsten technischen Bereiche eingesetzt
werden können. Zusammen mit der Weiterent-
wicklung als Werkstoff ist es jedoch auch zwingend
notwendig, automatisierte Produktionsprozesse
zur Herstellung von Bauteilen und Produkten zu
entwickeln, wodurch eine reproduzierbar hohe
Qualität der Produkte gewährleistet werden kann.
Mit solchen Prozessen kann dieser Werkstoff nicht
nur mit unschlagbaren Eigenschaften überzeugen,
sondern auch kostenseitig konkurrenzfähig werden
und eine hohe Marktdurchdringung erfahren.“
In Rekordzeit wurde an der hochschule 21 in Bux-
tehude der Studiengang Mechatronik DUAL aufge-
baut. Vom Beschluss der Gesellschafterversamm-
lung bis zur Begrüßung der erste Studierenden im
September 2009 verging kaum ein Jahr. Im Januar
2011 schließlich konnte Ministerpräsident David
hochschule 21 baut gemeinsam im CFK-Netzwerk Kompetenz auf
Die Impulse durch das CFK-Valley in Stade sind auch an der hochschule 21 in Buxtehude spürbar geworden. Nachdem schon Airbus zum diesjährigen Wintersemester drei Studierende aus dem Studiengang Mechatro-nik DUAL in sein Ausbildungsprogramm integriert hat, wurden weitere Unternehmen aus dem CFK-Kompe-tenznetzwerk als Partner im dualen System gewonnen.
McAllister die aus Mitteln des Konjunkturpakets II
mitfinanzierten Mechatronik-Labore einweihen.
Neben dem IT-Labor, einem Labor für Elektrotech-
nik und einem Produktions- und Fertigungslabor
ist vor allem das Robotiklabor für die Studieren-
den, aber auch für Unternehmen sehr interessant.
„Qualifizierte Absolventen technischer Studiengän-
ge sind branchenübergreifend stark gefragt. Die
neuen Labore bieten den künftigen Mechatronik-
Ingenieuren hervorragende Arbeits- und Lern-
bedingungen und sie eröffnen den Absolventen
große Karrierechancen“, sagte McAllister anlässlich
der Einweihung der Labore. Das Studienangebot
der hochschule 21 sei darüber hinaus ein wichtiger
Baustein für das geplante Zentrum für Mechatronik.
„Dieses Netzwerk kann zusätzlich qualifizierte Ar-
beitsplätze schaffen und die Unterelbe-Region als
Technologiestandort weiter stärken“, betonte der
Ministerpräsident. Projektträger des Kompetenz-
netzwerks Mechatronik 21 ist die hochschule 21.
Weitere Infos und Downloads für Firmen, die
Partnerunternehmen der hochschule 21 werden
wollen, sind im Internet zu finden unter:
www.hs21.de/unternehmen
hochschule 21 www.hs21.de
Robotik-Labor
Kompetenznetzwerk Mechatronik 21
innOVATiOnEn & TEChniK
27
Mit hohem Tempo hat der CFK-Valley Stade e.
V. in den vergangenen Jahren seine Position als
führender Cluster für Faserverbundtechnologie
ausgebaut. Grundlage dieses Erfolges ist die enge
Verzahnung von Forschung, Entwicklung, Produk-
tion und Bildung. Dieser Erfolg ist vor allem der
sehr guten strategischen Managementleistung
zuzuschreiben, die dafür gesorgt hat, dass eine
Zusammenarbeit von nunmehr über 100 Unter-
nehmen in einem Verein möglich ist.
Wie allen Mitgliedern kommt dies auch der
PFH Private Hochschule Göttingen zugute. Seit
2006 ist sie mit ihrem Campus in Stade vertreten.
Dieser liegt in unmittelbarer Nähe zum CFK-Valley
Stade und den dort angesiedelten Unternehmen
und Forschungseinrichtungen. Davon profitieren
beide Seiten, denn Wissenschaft und Industrie
können fachlich und örtlich eng kooperieren: An
der PFH in Stade wird der Ingenieursnachwuchs
ausgebildet, während die Mitglieder des CFK-
Valley Stade Projekte und Praktika anbieten, was
einen hohen Praxisbezug in den Studiengängen
Verbundwerkstoffe/Composites sicherstellt. Diese
können als Bachelor- oder als Masterstudium ab-
solviert werden, letzteres auch als internationaler
Studiengang komplett in Englisch. Zusätzlich ist in
das Bachelorstudium eine Facharbeiterausbildung
zum Verfahrensmechaniker für Kunststoff- und
Kautschuktechnik (IHK) mit Schwerpunkt Faser-
verbundwerkstoffe integriert.
Mit Beginn des Wintersemesters 2011/2012 geht
die PFH am Campus Stade einen zusätzlichen neu-
en Weg. Ab dann bietet sie das praxisintegrierte
Managementstudium Business Administration
mit Abschluss Bachelor of Science an. Damit sol-
len nicht nur Abiturienten angesprochen werden,
sondern auch Unternehmen aus der Region. Ziel
des neuen Studienganges ist es, dem demogra-
fischen Wandel in der Region zu begegnen und
junge Menschen in den mittelständischen Unter-
nehmen zu halten. Um dies zu erreichen, schließt
die Hochschule Kooperationen mit Firmen, die
junge Talente sowohl im eigenen Betrieb als auch
akademisch an der PFH ausbilden lassen möchten.
So können Unternehmenspartner dem Fachkräfte-
mangel effektiv begegnen und sich qualifizierten
Führungsnachwuchs im eigenen Hause sichern.
Insofern stellt das Angebot der PFH für die Unter-
nehmen der Region eine nachhaltige Investition
in die eigene Zukunftsfähigkeit dar: Der akademi-
sche Nachwuchs kann so frühzeitig eingebunden
und durch die Verzahnung theoretischer sowie
praktischer Inhalte bedarfsorientiert ausgebildet
werden. Somit bietet der neue Management-Stu-
diengang auch für die Mitglieder des CFK-Valley
Stade eine weitere Möglichkeit für eine gewinn-
bringende Zusammenarbeit.
PFH Private Hochschule Göttingen www.pfh.de
Akademische Ausbildung am PFH Campus Stade:
Technologie- und Managementstudium
Prof. dr.-Ing. Wilm F. Unckenbold während
einer Vorlesung.
Am PFH Campus Stade können Abiturienten jetzt
auch ein Management-Studium absolvieren.
28 INNOVATION REPORT CFK-Valley Stade e. V.
Innovation entsteht, wenn unterschiedliche
Welten aufeinander treffen. Unter diesem Motto
haben die Ingenieure aus Hamburg und die Bas-
dahler Rotorspezialisten zukünftig Großes vor.
Das Zusammenkommen dieser beiden Firmen
ist der Initiative von Ingolf Lührs und dem Ham-
burger Diplom-Ingenieur Jörg Spitzner zu ver-
danken. Bei einer Betriebsbesichtigung bei L&L
Rotorservice überzeugte Herr Spitzner sich von
der Leistungsfähigkeit des Basdahler Unterneh-
mens und war begeistert. Der Geschäftsführung
berichtete er von seiner Idee der „aerooptimierten
Rotorblätter“, die sich mittlerweile in der Entwick-
lungsphase befindet und für entsprechende Furo-
re sorgen wird.
Was sich genau hinter der Bezeichnung „ae-
rooptimierte Rotorblätter“ verbirgt, wird dem
interessierten Anwender nach Projekt-Abschluss
im kommenden Jahr präsentiert werden. Dass die
Pläne sorgfältig hinter Verschluss gehalten wer-
den, ist schon allein deshalb klar, weil die Realisati-
on des Projektes auch eine logistische Meisterleis-
tung voraussetzt, deren Entwicklung noch nicht
abgeschlossen ist.
Soviel aber bereits jetzt: Das Projekt betrifft eine
weitaus effektivere Gestaltung von Rotorblättern
an windschwachen Standorten. Dazu Geschäfts-
führer Reinhard Lührs:
„Windenergieanlagen-Betreiber an Schwach-
windstandorten haben oft eine existenzbe-
drohend geringe Windausbeute und dement-
sprechend eine geringe Einspeisemenge in das
Stromnetz. Die Lösung: Ein bereits vorhandenes
Rotorblatt wird in der Form verändert, dass die an
diesen Standorten herrschenden Windbedingun-
gen positiv genutzt werden können, ohne die Ma-
schine oder andere Komponenten zu überlasten“.
Um das Projekt optimal abzurunden, wurde das
Institut für Windenergie, die fk-wind der Hochschu-
le Bremerhaven unter der Leitung von Herrn Pro-
fessor Henry Seifert, als zusätzlicher und überaus
kompetenter Kooperationspartner gewonnen.
Besonders erfreulich: Das Projekt wurde vom
Team des CFK-Valley Stade dankeswerterweise breit
unterstützt. Dies sowohl im Hinblick auf die Ver-
mittlung von Kontakten kompetenter Ansprech-
partner innerhalb des Netzwerks, als auch auf die
Organisation von Meetings und Präsentationen.
In diesem Zusammenhang unbedingt erwäh-
nenswert: Der Besuch des Bundespräsidenten
Christian Wulff im CFK-Valley Stade und damit eine
bundespolitisch- und medienwirksame Unterstüt-
zung von allerhöchster Stelle. Anlässlich dieser Ver-
anstaltung ergab sich die Möglichkeit, dem mitt-
lerweile unter der Bezeichnung e-ro.eu lautenden
Konzept in realer Form eines ca. 40 Meter langen
Rotorblattes an höchster Stelle Aufmerksamkeit zu
verschaffen.
Das Bundesministerium für Wirtschaft und Tech-
nologie (BMWi) bewertet „Mittelstandsorientierte
Technologiefördermaßnahmen“ und bescheinigte
nach eingehender Prüfung die Förderung der von
den Kooperationspartnern eingereichten Projekt-
skizze. Dass sich Spitzner-Engineers, L&L Rotorservice
und die fk-Wind nunmehr in gemeinsamen Büroräu-
men im Valley der Entwicklung und Marktreife von
„E-Ro“ widmen, ist eine logische und notwendige
Folge. Jörg Spitzner betont in diesem Zusammen-
hang, dass hier die Synergien der Luftfahrttechnik
und der Windenergie besonders gut zusammenge-
führt werden. Wer wollte dem widersprechen.
Weitere Einzelheiten zu dem Projekt finden Sie
bereits jetzt unter www.e-ro.eu.
SPITZNER ENGINEERS GmbH www.spitzner-engineers.de
L&L Rotorservice GmbH www.ll-rotorservice.de
Frischer Wind im Valley:
Spitzner Engineers und L&L Rotorservice beziehen gemeinsames Büro
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Forschungszentrum CFK NoRd mit dem CFK-Valley Stade INFoPoINT
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Dow Epoxy, ein Geschäftsbereich der The Dow
Chemical Company (Dow), erweitert seine Produk-
tionskapazitäten für flüssige Epoxidharze (Liquid
Epoxy Resin, LER) im Werk Stade. Die zusätzlichen
Kapazitäten von 30.000 Tonnen pro Jahr bedeuten
eine 10-prozentige Steigerung der weltweiten Ep-
oxidharzproduktion von Dow und sollen ab dem
vierten Quartal 2012 zur Verfügung stehen.
Die Erweiterung erlaubt es Dow, den weltweit
steigenden Bedarf an Epoxidharzen für spezielle
Anwendungen in Wachstumsmärkten wie Wind-
energie, bei Verbundwerkstoffen, für Elektro-
nikteile und Beschichtungen besser zu bedienen.
Gleichzeitig wird damit das weitere Wachstum des
Unternehmens in Europa, dem mittleren Osten,
China und Indien unterstützt.
Kevin Dillan, Global Business Director für Dow
Epoxy kommentiert: „Dow ist sehr engagiert im
Epoxidgeschäft und wir wollen gemeinsam mit
unseren strategischen Kunden weiter wachsen.
Mit dieser Investition in einem unserer moderns-
ten Werke können wir die zuverlässige Lieferung
von Epoxidharzen sicherstellen.“
Ralf Brinkmann, Präsident von Dow Deutsch-
land, ergänzt: „Deutschland steht an der Spitze
bei nachhaltigen Innovationen und ist ein idealer
Standort für Investitionen dieser Art. Mit den er-
weiterten Kapazitäten für Epoxidharze in Stade
können wir einen noch größeren Beitrag zur Ent-
wicklung von Schlüsseltechnologien leisten.“
Zu den wichtigsten Prioritäten des Unterneh-
mens zur Sicherung einer zuverlässigen Liefe-
rung von Epoxidharzen gehört auch die Stärkung
im Bereich der Vorprodukte. So werden die zur
Herstellung von LER-Harzen benötigten Stoffe
Bisphenol A (BPA) und Epichlorhydrin ebenfalls
im Werk Stade produziert. Darüber hinaus plant
Dow die Wiederaufnahme der Produktion von
jährlich 100.000 Tonnen Epichlorhydrin im Werk
Freeport, Texas. Zudem sichert die Eigenproduk-
tion von Isopropylbenzols, einem wichtigen Pro-
dukt bei der Herstellung der BPA-Komponenten
Phenol und Aceton, die hohe Zuverlässigkeit bei
der Lieferung von Epoxidharzen. Die kürzliche In-
vestition in ein 50:50 Joint Venture mit der japani-
schen Mitsui & Co., Ltd. zur Herstellung von Chlor
unterstützt die Expansion des LER-Geschäfts
zusätzlich. Beide Unternehmen werden gemein-
sam im Dow-Werk Freeport eine neue, integrierte
Membran-Chlor-Alkali-Anlage entwickeln, bauen
und betreiben.
Dow Deutschland Anlagengesellschaft mbH www.dow.com
Dow erweitert Kapazitäten für die Produktion von Epoxidharzen in Stade
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die Epoxidharz-Anlage der dow in Stade wird ihre Kapazität deutlich erweitern
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30 INNOVATION REPORT CFK-Valley Stade e. V.
Die Schwerkraft zu überwinden ist schon im-
mer ein Traum der Menschheit gewesen. Luft- und
Raumfahrt haben es möglich gemacht das Gefühl
des Fliegens zu erleben und große Entfernun-
gen zu überwinden. Doch was genau muss man
eigentlich tun, um ein Flugzeug zu konstruieren
und zu bauen? Und wie bekommt man dann auch
noch möglichst viel Gewicht transportiert?
Eben diesen Herausforderungen stellten sich
zehn Teams bei der diesjährigen Heavy-Lift-
Challenge im englischen York von denen erstmals
auch ein Team aus Stade an den Start ging. Ziel
des Wettbewerbes ist es, ein Flugzeugmodell mit
zwei Metern Spannweite zu bauen, welches in-
nerhalb von 61 Metern abheben und möglichst
viel Gewicht tragen kann. Hierzu eignet sich der
Leichtbauwerkstoff CFK (kohlenstofffaserverstärk-
ter Kunststoff) mit seinen Eigenschaften Steifigkeit
und Leichtigkeit natürlich besonders gut.
Auf Initiative der Studenten der PFH Private
Hochschule Göttingen, Campus Stade und mit
Unterstützung der Mitglieder des Kompetenz-
netzwerkes CFK-Valley Stade e.V. entstand das
Team „CARBONGOOSE“ das ein Flugzeug für den
Wettbewerb entwickelte und baute. Zunächst
analysierte das Team die Regularien und stellte
Überlegungen zur Flugzeugkonfiguration an. „Die
Flugzeugkonfiguration hat erheblichen Einfluss
auf die aerodynamischen Berechnungen, die wie-
derum die Traglast des Flugzeuges beeinflussen
und die Formgebung maßgeblich bestimmen“,
erläutert PFH-Absolvent Christoph Hess, leitender
Ingenieur des Teams, Hauptinitiator und Dokto-
rand bei EADS Innovation Works. Neben diesen
wichtigen Grundlagen, zu denen natürlich auch
die passende Motorisierung und Auswahl der
Materialien gehören, war die Sponsorensuche
eine wichtige Aufgabe für die Wettbewerbsgrup-
pe. Insgesamt 16 Unterstützer aus dem CFK-Valley
Stade lieferten schließlich entsprechend ihrer
Kompetenzen entlang der CFK-Wertschöpfungs-
kette einen Beitrag.
„Im Wesentlichen ging es uns darum wichtige
Erfahrungen zu sammeln, ein Flugmodell voll aus
CFK zu bauen, ist schon etwas anderes als her-
kömmliche Materialien wie Balsaholz und Folien
zu verwenden, insbesondere bei der komplexen
Geometrie unseres Modells“, erläutert Patrick Bak-
ker, Teammanager und Student an der PFH. „Ein
Projekt mit diesen Anforderungen bedarf einer
gut abgestimmten Projektarbeit, bei der alle Auf-
gaben sauber verteilt werden.“ ergänzt Helge von
Selasinsky, stellvertretender Geschäftsführer der
Geschäftsstelle.
Das Know-How für den Bau lernen die Studen-
ten der Privaten Hochschule Göttingen am Campus
Stade in ihrem praxisnahen Studium Verbundwerk-
stoffe/Composites mit dem Abschluss Bachelor of
Engineering. In das Studium integriert ist eine Fach-
arbeiterausbildung zum Verfahrensmechaniker für
Kunststoff- und Kautschuktechnik Schwerpunkt
Faserverbundwerkstoffe. „Dieses Wissen neben der
Arbeit und dem Studium in ein flugfähiges Modell
zu transferieren ist eine wirkliche Herausforderung
und das Engagement der Studenten ist eine wahre
Inspiration für alle Beteiligten.“ so Peggy Repenning,
Leiterin Campus Stade.
Am Wettbewerbstag herrschte böiger Wind
und der Start der Modellflugzeuge war eine echte
Herausforderung. Dennoch gelang es dem Team
CARBONGOOSE das Flugzeug mit dem Namen
Maverick I mit sechs Kilogramm Nutzlast in die
Luft zu bekommen. Leider reichte dies nicht für
eine gute Platzierung aus, denn ein stockender
Motor verhinderte eine vollständige Platzrunde
und der Flug fiel aus der Wertung. Allerdings konn-
ten nur fünf der zehn Teams überhaupt abheben.
Dennoch war der Wettbewerb nach neunmonati-
ger Arbeit das Highlight und alle Teammitglieder
kamen zufrieden und hochmotiviert zurück. „Wir
haben als einziges internationales Team mit sie-
ben Studenten die logistische Herausforderung
gemeistert und ein flugfähiges CFK-Modell in
England in die Luft bekommen.“ so Thomas Seren,
der über jahrelange Modellbauerfahrung verfügt.
Nächstes Jahr, so sind sich alle Teammitglieder ei-
nig, wird das Team CARBONGOOSE wieder an den
Start gehen und die Erfahrungen aus diesem Jahr
werden dazu beitragen eine ernsthafte Konkur-
renz für die englischen Teams zu werden.
CFK-Valley Stade e.V. www.cfk-valley.com
Stader Team “CARBONGOOSE” mit CFK-Flugzeugmodell bei der Heavy-Lift-Challenge im englischen York
Team CARBoNGooSE
31
CFK-Prüfzentrum in Stade bietet Ausbildungsinitiative mit Zukunft
Seit Ende des letzten Jahres ist die Niederlassung
der GMA-Werkstoffprüfung in Stade praktizierender
Ausbildungsbetrieb im Bereich Werkstoffprüfung.
Das Berufsbild des Werkstoffprüfers beinhaltet
eine Ausbildung, die durch das deutsche Berufs-
bildungsgesetz anerkannt ist und eine Dauer von
dreieinhalb Jahren umfasst. Die Niederlassung in
Stade beschäftigt derzeit zwei Auszubildende.
„Die Tendenz Werkprüfer selber auszubilden
wird sicherlich steigen“, so Dipl.-Ing. Rüdiger Voll-
merhaus, Niederlassungsleiter in Stade. „Unser
Unternehmen hat sich kontinuierlich weiter ent-
wickelt. Wir haben Prüfverfahren qualifiziert, un-
ser Serviceangebot erweitert und in Neuanlagen
investiert. Dafür benötigen wir qualifizierte und
engagierte Mitarbeiter. Leider bietet der Markt
nicht immer die notwendigen Ressourcen und
Kapazitäten. Eine mögliche Lösung sehen wir dar-
in, unseren eigenen Nachwuchs durch diese Aus-
bildungsinitiative heranzuziehen. Eine Investition
mit Zuversicht und Zukunft!“
Die Ausbildung berücksichtigt in hohem Maße
die Besonderheiten von Faserverbundwerkstoffen.
Ein Baustein, den die GMA mit ihren Möglichkeiten
zum Pionier auf diesem Gebiet ausweist und das
Berufsbild quasi neu formuliert. Selbstverständlich
kommt auch die metallische, klassische Kompo-
nente in der Ausbildung nicht zu kurz, wofür die
Niederlassungen in Düsseldorf und Dortmund
stehen. Die Auszubildenden werden dort einige
Wochen vor Ort eingesetzt.
Aber nicht nur Auszubildende haben die Mög-
lichkeit, sich bei der GMA zu qualifizieren, sondern
auch Studenten oder Praktikanten. So betreut die
GMA auch Diplomarbeiten, wie zuletzt die eines
Studenten der HAW mit dem Titel, „Konzeptent-
wicklung eines Fallwerkes zur Bestimmung der
Restdruckfestigkeit von faserverstärkten Kunst-
stoffen“. Mit dieser Diplomarbeit wurden alle
Randbedingungen zur späteren Durchführung
von CAI (Compression After Impact) Prüfungen
geschaffen. Dass bei dieser Arbeit ein vollwertiges
Fallwerk herausgekommen ist, unterstreicht wel-
chen Stellenwert das Thema Ausbildung bei der
GMA hat. Zusätzlich bietet die GMA einem Stu-
denten der Hochschule 21 einen Praktikumsplatz
im Rahmen eines dualen Studienganges im Fach
Mechatronik an.
Neue Anlagen und VerfahrenDie vorhandenen Universalprüfmaschinen mit
150kN und 250 kN wurden nun nach unten hin
mit einer 100 kN Prüfmaschine ergänzt. Hierdurch
ist es möglich, schneller auf die Wünsche unserer
Kunden zu reagieren. Eine weitere DMA rundet die
Kapazitätserweiterung ab.
Unsere neue Diamant-Trennmaschine zum auto-
matischen Trennen von Prüfkörpern aus Verbund-
platten ermöglicht es uns, Proben mit sehr hohen
Anforderungen an die Geometrie als auch der Qua-
lität der Schnittflächen herzustellen. Eigenschaften
sind: stufenlose Drehzahlregelung der Trennschei-
be von 25-63m/sec, Plattengröße min. 400x300
mm, Plattendicke von 15-45 mm, Parallelschnitt von
32 - 54mm, Parallelität der Streifen +/- 0,05mm.
Eine innovative Erweiterung im Bereich der In-
dustrievermessung stellt der neue Lasertracker
der Firma API dar welcher ganz aktuell im 3D-
Messteams der GMA seine Arbeit im September
aufnimmt. Wir werden sie in einem Spezial News
letter der GMA separat informieren.
Sprechen Sie uns an was es noch alles Neues
gibt, wie z.B. die Herstellung von Proben im RTM
Verfahren, Bestimmung der Druckfestigkeit, der
Lochleibungsfestigkeit, der Energiefreisetzungsra-
te Methode GIc, der Druckfestigkeit nach Schlag-
beanspruchung, Trommelschälversuch und vieles
mehr.
GMA - Werkstoffprüfung GmbH www.cfk-valley.com
Nass–Trennanlage SILVERCUT MN-400A2/S
Mechanisches Prüflabor
Fallwerk für Impact Schäden
32 INNOVATION REPORT
Rund 80 Teilnehmer kamen am 10.11.2011 zur
Auftaktveranstaltung mit Führungen durch das
Forschungszentrum CFK NORD, dem CFK-Valley
Stade INFOPOINT und dem CFK-Valley Stade
TECHNOLOGY. Das anschließende Get-Together
bot dann allen Beteiligten die Gelegenheit, die
fachspezifischen Themen weiter zu vertiefen und
sich rund um den Faserverbundwerkstoff auszu-
tauschen.
Am Freitag, den 11.11.2011 verfolgten gut 120
Teilnehmer die Vorträge zur Automatisierung in
der Composite-Verarbeitung, die in Zusammenar-
beit mit dem VDMA Composite Technology Forum,
einem Netzwerk für Maschinenbauanbieter im Be-
reich Faserverbundwerkstoffe und Schnittstelle zu
allen Unternehmen, Verbänden und Instituten, die
am Herstellungs- und Verarbeitungsprozess bzw.
an der Anwendung von Composites beteiligt sind,
zusammengestellt worden sind. Die zweitägige
Veranstaltung erwies sich als erstklassige Plattform
für den direkten fachlichen Austausch zwischen
Mitgliedern und externen Ansprechpartnern,
denn die Kooperation mit dem VDMA Composite
hat viele neue Kontakte nach Stade gebracht. Der
CFK-Valley Stade e.V. blickt gespannt auf die wei-
tere Zusammenarbeit mit dem VDMA Composite
und freut sich auf die nächsten INNOVATION DAY
Veranstaltungen im neuen Jahr.
Mit fachkundigen Führungen startete der 3.
INNOVATION DAY zum Thema „Mechanical Engi-
neering meets Composites“ bereits am 10.11.2011.
Am Folgetag konnten sich die Teilnehmer auf ein
umfangreiches Vortragsprogramm mit namhaften
Referenten wie Herrn Patrick Markert, Geschäftsstel-
lenleiter CFK-Valley Stade, Herrn Thorsten Kühmann
sowie Herrn Thomas Waldmann, Geschäftsführer
VDMA Forum Composite Technology, Herrn Prof.
Dr.-Ing. Axel Herrmann, CTC GmbH und Vorstands-
vorsitzender des CFK-Valley Stade e.V., Herrn Johan-
nes Schiel, VDMA Windenergie, Herrn Guido Jäger,
KSL Keilmann und Herrn Otto Kellenberger, KUKA
Roboter freuen. So begann die Vortragsreihe mit ei-
nem technologischen Ausblick zu den Anforderun-
gen an eine hochautomatisierten Faserverbund-
fertigung im Flugzeugbau. Im Anschluss folgte ein
Überblick zu politischen Rahmenbedingungen
und Marktentwicklungen der Windindustrie in
Deutschland, Europa und weltweit. Fachvorträge,
die maschinenbauliche Visionen und Innovationen
für die automatisierte Faserverbundtechnologie
aufzeigten, rundeten das Rahmenprogramm ab.
Nach der Mittagspause erhielten die für die Airbus-
Werksbesichtigung angemeldeten Teilnehmer eine
praxisnahe Führung zur automatisierten Composi-
te-Verarbeitung im Airbus-Werk Stade. Der Rund-
gang, ein weiteres Highlight der Veranstaltung,
bildete die letzte Station im Programm.
CFK-Valley Stade e.V.Der CFK-Valley Stade e.V. ist ein europaweit ein-
zigartiges Kompetenznetzwerk für Kohlenstofffa-
serverbundwerkstoffe (CFK). Im Verein CFK-Valley
Stade arbeiten die weltbesten Partner im Bereich
CFK zusammen. Zurzeit sind 104 renommierte,
nationale und internationale Unternehmen und
Forschungseinrichtungen in dem Kompetenznetz-
werk organisiert. Damit wird europaweit einmalig
die gesamte Prozesskette von der Ausbildung über
die Technologieentwicklung bis zum Recycling ab-
gedeckt. Unternehmen und Forschungsinstitute
nutzen die Vereinsmitgliedschaft im CFK-Valley
Stade, um gemeinsam Innovationen voranzutrei-
ben und erfolgreich an den Markt zu bringen.
VDMA Composite TechnologyDas Forum Composite Technology ist das Netz-
werk der Technologieanbieter für Faserverbund-
werkstoffe. Das VDMA-Forum fungiert als zentraler
Kontaktpunkt der Branche. Es ist die Schnittstelle
zu allen Unternehmen, Verbänden und Instituten,
die am Herstellungs- und Verarbeitungsprozess
bzw. an der Anwendung von Composites beteiligt
sind und bietet allen Partnern eine Plattform für
technologieübergreifenden Austausch. Inhaltlich
werden die Themen Märkte und Kunden, Pro-
zessketten, Technik und Forschung sowie Messen
abgebildet.
Composites gelten als Zukunftsmaterialien mit
vielfältigen Einsatzmöglichkeiten z.B. im Automo-
bilbau, in der Bauindustrie, in der Luftfahrt und im
Windkraftanlagenbau.
CFK-Valley Stade e.V.www.cfk-valley.com
3. CFK-Valley Stade INNOVATION DAYam 10. und 11.11.2011 zum Thema „Mechanical Engineering meets Composites“ war ein voller Erfolg
Namhafte Referenten berichteten im Auditorium zum
Thema Automatisierung in der Composite-Verarbeitung
Begrüßung der Teilnehmer durch Herrn Prof. dr.-Ing. Axel
Herrmann im Auditorium des CFK-Valley Stade CAMPUS
nEuES AuS dEm nETzwERK
33
nEuES AuS dEm nETzwERK
Wir begrüßen ganz herzlich unsere neuen Mitglieder
In diesem Jahr wurde das Netzwerk CFK-Valley Stade e.V. um 14 neue Vereinsmitglieder erweitert. Mit welchen Kernkompetenzen das Netzwerk verstärkt worden ist, finden Sie in einer kurzen Übersicht.
AFFAN Innovative Structures L.L.C. schlüsselfertige Komplettlösungen im Fassa- ·den- und Leichtbaustrukturbau einschließlich
Design, Technik, Fertigung, Lieferung, Instal-
lationen und laufende Wartungsarbeiten im
Bereich verglaste Dachfenster, verglaste Fas-
saden, Überdachungen, Kabelsysteme, Vergla-
sung, gläserne Brücken, 3-D-Strukturen
Projektträger für High Class-Architekturvorhaben ·
CGB Carbon Großbauteile GmbH Design, Konstruktion und Produktion von Groß- ·bauteilen aus Carbon, die konsequent nach den
Materialeigenschaften von Carbon und den An-
forderungen des Kunden ausgerichtet sind
Geschäftsfelder Standardlösungen, Prototy- ·penbau und komplexe Projekte
Erwiesene Projektmanagement-Kompetenzen bei ·Skulptur „Mae West“ am Münchner Effnerplatz
Weltweit einzigartiger Maschinenpart z.B. mit ·Zugwickelmaschine für Bauteile bis 42,5 Meter
Dassault Systèmes Deutschland GmbH Entwicklung innovativer Softwarelösungen für ·PLM und Collaboration
Durchgängige Softwarelösungen für die Entwick- ·lung und Herstellung von Faserverbundbauteilen
Realisierung von Innovationsprojekten in 11 ·Industrien
Fraunhofer IZFPZerstörungsfreie Prüfverfahren ·Prozesskontrolle / Simulation ·Zustandsüberwachung ·
GE Wind Energy GmbH Gestaltung der Wind Rotorblätter, Gondel und ·Spinner
Herstellungsverfahren für Windrotorblätter · Umfassendes Verständnis der Bedürfnisse und ·Anforderungen in der Windindustrie
KROENERT GmbH & Co. KG Auftragssysteme für homogene und konstan- ·te Beschichtung für 60 verschiedene Verfahren
von 0,2 µm bis zu 2.000 g/m² auf unterschied-
lichsten Trägermaterialien.
Herstellung reinraumfähiger Anlagen · Eigene Anlagen am Standort Hamburg, auf de- ·nen unter Produktionsbedingungen neue Ver-
fahren entwickelt und getestet werden können
Luratec AG Konstruktion, Produktion, Innovation für Luft- ·und Raumfahrt
Verteidigungstechnik ·Vertrieb von Bauteilen und Systemen ·
mecoplan GmbH Planung und Betreuung von Inertgaserzeu- ·gungsanlagen inklusive der Erstellung einer
individuellen Wirtschaftlichkeitsstudie
Know How für die Gesamtanlage in Bezug auf De- ·tailausführungen, Inbetriebnahme und Betrieb
Rhein Composite GmbH Entwicklung und Produktion von Faserver- ·bundbauteilen in der Druck-RTM Technik.
Entwicklung und Produktion von einbauferti- ·gen Türen für Sonderfahrzeuge
Umsetzung von Serienlosgrößen im Bereich ·100-8000 Stk. p.a.
Rolls-Royce Deutschland Ltd. Co. KG Kompetenzzentrum für zivile Zweiwellentrieb- ·werke für Kurz- und Mittelstreckenflugzeuge
oberhalb 12.000lb Startschub
Verantwortlichkeit für Tay, Spey, Dart und IAE ·V2500 Triebwerke
Entwicklungskompetenz für alle Komponen- ·ten des Kerntriebwerks
Kompetenzzentrum für Triebwerksgondel u. Schu- ·bumkehrer innerhalb der Rolls-Royce Gruppe
Verantwortlichkeit für Instandhaltung und ·Wartung von Kleingasturbinen für zivile und
militärische Anwendungen
Produktionszentrum für Hochdruckverdichter ·und Rotoren
SOFICAR-TORAY Weltmarktführer von C-Fasern und Harzsystemen ·Kohlenfaserhersteller ·Carbon Prepregs ·RTM (Resin Transfer Moulding) Harze · vielfältige Erfahrungen in der Fertigung und ·dem Verkauf von Torayca® Kohlenstofffasern
bietet eine umfangreiche Kohlenstofffaserpro- ·duktpalette auf dem europäischen Markt
Styron Deutschland Anlagengesellschaft mbH Entwicklung und Herstellung von Polycarbonat ·als hochwertiger thermoplastischer Kunststoff
Modifizierung der Polycarbonat-Struktur, um ·Endapplikationen und Eigenschaften zu un-
terstützen
Forschung und Entwicklung am Produktions- ·standort
Wema GmbH prozessbezogene Einzellösungen, für die gere- ·gelte Temperatur benötigt wird
Energiekosteneinsparung durch Reduktion ·von Abstrahlverlusten mit Hilfe von ISOWEMA®-
Produkten
Kompetenz bei der Lösung von Aufgaben, ·wenn für industrielle Fertigungsprozesse elek-
trische Heizenergie benötigt wird
xperion Aerospace GmbHWickeltechnik – Filament Winding ·Prepregtechnik und –Herstellung · Thermoplast – Continous Compression Moulding ·Preforming – Hot Forming - Vakuuminfusion ·
34 INNOVATION REPORT CFK-Valley Stade e. V.
VERAnSTAlTungShinwEiSE
Lehrgänge, die Ingenieure und technische
Fachkräfte für den branchenübergreifenden
Wachstumsmarkt der CFK- und Faserverbund-
Technologie ausbilden, bietet die Management &
Technologie Akademie (mtec-akademie) wieder
im kommenden Jahr an. Das Akademieprogramm
umfasst eine ganze Reihe unterschiedlicher Se-
minare im Bereich der Faserverbundtechnologie
und Adaptronik. Neben Schulungsangeboten für
Ingenieure ohne Vorkenntnisse und spezialisier-
tem CFK-Wissen für Ingenieure mit Erfahrung im
Faserverbund-Leichtbau werden auch Lehrgänge
für technische Fachkräfte und Meister angeboten.
Dozenten für die CFK-Weiterbildungen findet die
mtec-akademie in den Professoren der PFH Private
Hochschule Göttingen.
Für das Jahr 2012 sind die folgenden Seminare
und Lehrgänge geplant, wobei alle Schulungen
auch als firmeninterne Seminare durchgeführt
und auf den speziellen Bedarf eines Unterneh-
mens angepasst werden können.
Zertifikatslehrgang „Kunststoffmatrixsysteme ·in der Faserverbundtechnologie“: 03.02.2012
oder 31.08.2012 in Stade
mtec-akademie:
CFK-Fortbildung für Ingenieure und technische Fachkräfte
Qualifizierung zum FVK-Praktiker – Nächste Termine zur Weiterbildung in der Faserverbundtechnik:
Die Weiterbildung zum Faserverbundkunst-
stoff-Praktiker (FVK-Praktiker) des Kunststoff-Kom-
petenzzentrums unter der Leitung des Fraunhofer-
Instituts für Fertigungstechnik und Angewandte
Materialforschung IFAM richtet sich an Mitarbeite-
rinnen und Mitarbeiter verschiedenster Branchen
und Firmen, die bereits in ihrer beruflichen Praxis
Faserverbundkunststoffe nach Arbeitsanweisun-
gen herstellen bzw. diese zukünftig selbstständig
herstellen und bearbeiten sollen. Die Weiterbil-
dung befähigt die Teilnehmenden, Arbeitsanwei-
sungen in ihren jeweiligen Zusammenhängen
sowie Auswirkungen zu verstehen und fachge-
recht umzusetzen. Sie sind nach erfolgreichem
Abschluss in der Lage, qualitativ hochwertige
Faserverbundstrukturen herzustellen, zu verarbei-
ten und zu reparieren. Zudem erlangen sie einen
umfangreichen Überblick über moderne Herstel-
lungsmethoden.
Eine Besonderheit der Weiterbildung ist, dass
die Lehrgangsinhalte mit Partnern aus Wissen-
schaft und Wirtschaft übermittelt werden. Somit
ist die Qualifizierung äußerst anwendungsorien-
tiert und stets auf aktuellem Stand. Der hohe Pra-
xisanteil festigt das übermittelte Fachwissen.
Weiterbildungsdauer und PrüfungDie Weiterbildung einschließlich Prüfung um-
fasst insgesamt 160 Stunden und gliedert sich in
vier einwöchige Lehrgänge mit unterschiedlichen
Schwerpunkten. Jede Woche beinhaltet ein ei-
genständiges Modul, das auch einzeln gebucht
werden kann. Dies ermöglicht eine flexible Inte-
gration der Weiterbildung in betriebliche Abläufe.
Die regelmäßige Teilnahme an allen vier Modulen
ist Voraussetzung für die Zulassung zur Abschluss-
prüfung und Erhalt des Zertifikats »FVK-Praktiker«.
Modul 1 – Grundlagen der Faserverbundtechnik
Fasern, Matrix, Arbeits- und Umweltschutz, Hand-
laminieren
23.01.2012 – 27.01.2012
06.02.2012 – 10.02.2012
Modul 2 – Fertigungsverfahren Teil 1
Handlaminieren, Pultrusion, Thermoformen, Vaku-
um- und Vakuuminfusionsverfahren
13.02.2012 – 17.02.2012
12.03.2012 – 16.03.2012
Modul 3 – Fertigungsverfahren Teil 2
Handlaminieren, Pressverfahren, Wickelverfahren,
RTM, Autoklavtechnik
05.03.2012 – 09.03.2012
16.04.2012 – 20.04.2012
Modul 4 – Bearbeitung und Prüfung
Schrauben, Bohren, Nachbearbeitung, Klebtech-
nik, Reparatur, Prüfung von FVK
26.03.2012 – 30.03.2012
07.05.2012 – 11.05.2012
Weitere Termine und Informationen finden Sie unter :
Kunststoff-Kompetenzzentrum
Dr. Silke Mai
www.kunststoff-in-bremen.de
Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAMwww.ifam.fraunhofer.de
Weiterbildungen zur CFK-Technologie sind in
deutschland noch immer selten.
innOVATiOnEn & TEChniK
35
Termine
ImpressumHerausgeber: CFK-Valley Stade e.V. Ottenbecker Damm 12 · 21684 Stade Tel. +49 4141 40740-0 · Fax +49 4141 40740-29 [email protected] · www.cfk-valley.com
Inhalte: Die Inhalte dieses Newsmagazins werden mit größtmöglicher Sorgfalt erstellt. Die Redakti-on übernimmt keine Gewähr für die Richtigkeit, Vollständigkeit und Aktualität der bereitgestellten Inhalte. Namentlich gekennzeichnete Beiträge geben die Meinung der jeweiligen Institution wieder. Die Rechte für Inhalte und Darstellun-gen unterliegen dem deutschen Urheber- und Leistungsschutzrecht.
Bildquellen: CFK-Valley Stade e.V. | Rechte der Bil-der innerhalb der redaktionellen Beiträge liegen bei der jeweiligen Institution.
9. ordentliche Mitgliederversammlung16. Februar 2012
Messe „Stade Aktuell“23.–25. März 2012
JEC Composites Show Europe27.–29. März 2012
HANNOVER MESSE23.–27. April 2012
6. Internationale CFK-Valley Stade Convention 2012„Productivity and Economic Efficiency“12.–13. Juni 2012
COMPOSITES EUROPE09.–11. Oktober 2012
Zertifikatslehrgang „IHK-Fachkraft für Faser- ·verbundwerkstoffe/CFK“: 06.-11.02.2012, 04.-
09.06.2012 oder 03.-08.09.2012 in Stade
Zertifikatslehrgang „Composite Engineering ·Specialist“: 13.-17.02.2012 oder 10.-14.09.2012
in Stade
Zertifikatslehrgang „Technologie der Fa- ·serverbundwerkstoffe“: 13./14.02.2012 oder
10./11.09.2012 in Stade
Zertifikatslehrgang „Entwurf und Berechnung ·von Faserverbundstrukturen“: 15.-17.02.2012
oder 12.-14.09.2012 in Stade
Zertifikatslehrgang „Serienfertigung von ·Faserverbundstrukturen“: 23.02.2012 oder
26.09.2012 in Stade
Schulung „Werkstoffprüfverfahren für ·Faserverbundkunststoffe“: 24.02.2012 oder
03.09.2012 in Stade
Zertifikatslehrgang „Fertigungsgerechtes ·Konstruieren von Faserverbundstrukturen“:
27./28.02.2012 oder 17./18.09.2012 in Stade
Schulung „Energieeffiziente Produktions- ·technologien“: 19.03.2012 oder 12.10.2012 in
Göttingen, 22.03.2012 oder 11.10.2012 in Stade
Schulung „Adaptronische Systeme - Im ·Einsatz zur Schwingungsminderung und
Schwingungskompensation“: 23.03.2012 oder
27.09.2012 in Stade
Zertifikatslehrgang „Einfache und optimale ·adaptive Regler zur Schwingungsminderung
und -kompensation für adaptronische/me-
chatronische Systeme“: 29./30.03.2012 oder
18./19.10.2012 in Stade
Schulung „FEM-Berechnungen von CFK- ·Strukturen“: 04./05.06.2012 oder 08./09.10.2012
in Stade, 19./20.07.2012 in Augsburg
Schulung „Fertigungsverfahren und Qualitäts- ·sicherung in der Faserverbundtechnologie“:
21./22.06.2012 oder 19./20.09.2012 in Stade
Die Management & Technologie Akademie
GmbH (mtec-akademie) ist die Weiterbildungs-
akademie an der PFH Private Hochschule Göttin-
gen und begleitet seit über zehn Jahren berufliche
und persönliche Karrieren von Führungskräften,
Fachkräften und Führungsnachwuchskräften.
Die strategische Zusammenarbeit zwischen der
mtec-akademie und ihren Partnern ermöglicht in
der Verzahnung von Theorie und Branchenwissen
eine qualitativ hochwertige Fort- und Weiterbil-
dung. In offenen Seminaren an den Standorten
der PFH in Göttingen und Stade, in Inhouse-Schu-
lungen und Coachings werden Kompetenzen in
den Bereichen Management und Technologie
aufgebaut und weiterentwickelt.
Anmeldung und weitere Information unter
www.mtec-akademie.de
mtec-akademie Management & Technologie Akademie GmbHwww.mtec-akademie.de
Im Mittelpunkt des Interesses: CFK-Faser auf der Rolle vor Seminarteilnehmern der mtec-akademie.
www.cfk-valley.com
Premium Sponsoren:
Mitglieder:
werkzwom e s s e b a u
®
Gold Sponsoren: Silber Sponsoren:
Hink & Kempe Industrieanlagen-Service GmbHIng.-Büro LöbelNDB-Elektrotechnik GmbH & Co. KG
Bronze Sponsoren:
Gut Deinster Mühle Restaurant Hotel GolfparkJohannes Lindemann GmbH & Co. KG Maschinenbau Scholz GmbH & Co. KG
Neue Mitglieder:
.de
®
Institut für Füge- undSchweißtechnik