Verbundwerkstoffe für Leichtbau: Nachhaltigkeit und Leistung

Tesla EGT mit ampliTex TM und powerRips TM Quelle: Bcomp® /Jaime de Diego

Bei unserem Besuch der Messe Composites Europe in Stuttgart haben wir uns vor allem auf das Thema Trends im Leichtbau konzentriert. Besondere Aufmerksamkeit gilt hier den Naturfaserverbundwerkstoffen, die zwar bereits sehr lange bekannt und für unterschiedlichste Zwecke angewendet werden, doch erst in letzten Jahren verstärkt in den Fokus der Leichtbauindustrie rücken.

Heute gehört der Markt im Wesentlichen noch ganz anderen Werkstoffen.

Carbon- und Glasfasern haben sich im Leichtbau etabliert, sind jedoch durch den extrem schlechten ökologischen Fußabdruck eine große Last für die Umwelt. Deswegen sucht die Leichtbauindustrie nach Alternativen und experimentiert mit abbaubaren und ökologisch sowie ökonomisch sinnvollen Materialien.  

Die Hightech-Materiallösungen ampliTex™ und powerRibs™ von Bcomp® basieren auf Flachs und liefern durch höchsten Engineering Einsatz innovative Werkstoffe mit viel Potenzial. Das Hightech Unternehmen Bcomp® aus der Schweiz ist Spezialist für nachhaltige Leichtbautechnologien und liefert gemeinsam mit dem Partner Lange + Ritter GmbH eine überzeugende Lösung für die steigende Nachfrage.  

Die neuen Verbundwerkstoffe werden bereits heute in vielen Bereichen von zahlreichen Kunden angewendet und die ständige Weiterentwicklung ermöglicht ständig neue Einsatzgebiete.

Das Knowhow beginnt bereits auf dem Feld und geht bei der richtigen Lagerung und Bearbeitung der Flachspflanze weiter. Wie bei einem Whisky-Blend verwendet man das Rohmaterial aus unterschiedlichen Ernten, um eine gleichbleibend hohe Qualität zu erreichen. 

Durch die Anwendung des neuesten Faserbund- und Leichtbauwissens auf Naturfasern hat Bcomp eine hochtechnische Lösung entwickelt, welche den Naturstoff auf ein neues Level hebt. Davon, wie die einzelnen Fäden verdreht und miteinander verflochten sind, hängen zum Beispiel viele physische Eigenschaften des Materials ab.

Mehr Steifigkeit für Verbundwerkstoffe

Entscheidend für die Performance ist die patentierte powerRibs™ Technologie welche von Blattadern inspiriert ist und es erstmals ermöglicht Kohlefaser in spezifischen Applikationen zu übertreffen. Die powerRibs™ liefern eine hohe Steifigkeit bei minimalem Gewicht und konnten bereits mehrere wichtige Innovation-Awards gewinnen. Durch eine Rippenstruktur auf der B-Seite ermöglicht die Technologie dünnwandige Bauteile mit einer ausgezeichneten spezifischen Biegesteifigkeit. Dank der powerRibs™ kann in Kombination mit ampliTex™ die Performance von Kohlefaserbauteilen erreicht werden und gleichzeitig die Kosteneffizienz um 30% gesteigert sowie der CO2 um 75% gesenkt werden.

Durch die powerRibs™ können auch Kohlefaser- und Glasfaserbauteile verstärkt werden wodurch das Bauteilgewicht bei gleicher Performance um bis zu 20% gesenkt werden kann. Die Technologien bringen weitere Vorteile mit sich, so ist beispielsweise die Vibrationsdämpfung eines ampliTex™ + powerRibs™ Lagenaufbaus um das fünffache höher als die von einem monolithischem Kohlefaseraufbaus.

Sicherheitskritische Teile mit hohem Festigkeitsanspruch wurden ebenfalls bereits im Rahmen von Forschungsprojekten mithilfe von ampliTex™ entwickelt, jedoch liegt der Sweetspot der Technologie eindeutig in dünnwandigen Bauteilen wie Verkleidungen welche hauptsächlich auf Biegung belastet werden.

Industrielle Verarbeitung

„Unsere Materialien brauchen keine neue Verarbeitungstechnologie“ – erklärt Roman Elsener von Bcomp®. „Bei der Produktion können Hersteller mit diesem Material wie mit herkömmlichen Faserverbundwerkstoffen umgehen. Bei der Verwendung von powerRibs™ wird ein verformbares Tool verwendet, um die 3D-Kontur optimal beizubehalten. Bei der Verwendung eines Vakuumsacks sind somit keine Anpassungen nötig, für Großserienprozesse wurden bereits spezielle Produktionsmethoden aufgebaut, um die schnelle Herstellung in großen Stückzahlen zu gewährleisten.“

Diese Technologien eignen sich hervorragend für Sport- und Freizeitanwendungen sowie für Design und Konstruktion und nicht zuletzt für Mobilität. Die Materialien werden in den unterschiedlichsten Anwendungen eingesetzt, von einer preisgekrönten Fahrradbrücke in den Niederlanden über Luxusuhren, Skier, Kajaks und Segelboote bis hin zu Rennwagen und sogar für Raumfahrtanwendungen – Bcomp ist Teil des Clean Space Programms der Europäischen Weltraumorganisation (ESA). 

Vorteile

Die Vorteile der flachsfaserbasierten Materialien teilen sich in umwelt- und performancerelevante Eigenschaften. Denn so umweltfreundlich, wie der Stoff ist: Der für Anwender entscheidende Faktor bleibt die Leistung. 

Verbundwerkstoffe für Leichtbau
Tesla EGT mit ampliTex TM und powerRips TM Quelle: Bcomp® /Jaime de Diego

Die Ingenieure von Bcomp haben zudem erhebliches Knowhow im reverse Engineering bestehender Bauteile aufgebaut und stellen dieses den Kunden zur Verfügung. 

In Bezug auf die Umweltfreundlichkeit stechen Eigenschaften wie ein sehr niedriger Energie- und Wasserverbrauch bei der Produktion hervor. 

 „Man darf jedoch nicht vergessen, dass es zudem auf das angewendete Harzsystem ankommt, welches  mitentscheidend ist ob die Bauteile abbaubar sind“ – kommentiert Thomas Gobs  von der Ritter + Lange GmbH. „Im Bereich der nachhaltigen Harzsysteme gibt es noch viel Potenzial, um den Wunsch eines 100% abbaubaren Bauteils zu erreichen“. 

Lieferanten für innovative Werkstoffe aus unserem Firmenverzeichnis:

Kunststofftechnik
http://www.weippert-technik.com/

Keramikhersteller
https://www.pofahermsdorf.de/produkte/
Über Kucherskyy 43 Artikel
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