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Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung
Leichtbau mit Faserverbundwerkstoffen R.Lützkendorf, T.Reußmann Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff- Forschung e.V. / Rudolstadt
M.Danzer SGL Automotive Carbon Fibers Gmb&Co.KG / München
Gliederung:
1. Leichtbau mit Faserverbundwerkstoffen/CFK
2. Partner und Entwicklungsinhalte
3. Industrialisierungen
4. Ausblick
Quelle: 4Ming Technologies
• Metallische Leichtbaumaterialien Stahl, Aluminium, Magnesium • Verbundwerkstoffe (Faserverbund)
• Hybride Strukturen
Leichtbauweisen
Branche
Leichtbaumaterialien
Leichtbau mit Faserverbundwerkstoffen
Quelle: BMW AG
Quelle: BMW AG
Matrixmaterial
Verstärkungsfasern (endlos, lang, kurz)
Verarbeitungs- verfahren:
Verschiedene Harzsysteme (z.B. Epoxidharz, Vinylesterharz, Ungesättigtes Polyesterharz, Phenolharze)
Thermoplastische Systeme (z.B. Polyolefine, Polyamide, Polybutylenterephthalat)
Carbon-, Glas-, Naturfasern Halbzeuge: Gewebe, UD-Gelege, Multiaxialgelege, Tapes, Matten, Granulate
z.B. Harzinjektionsverfahren, Nasspressverfahren SMC-/BMC-Formmassen GMT, LFT, Spritzguß, …….
Faserverbundwerkstoffe
Quelle: SGL
Etablierte Einsatzgebiete CFK:
Carbonfasern sind industriell hergestellte Fasern, die aus 95 % Kohlenstoff bestehen Ein ACF Carbonfaserbündel (Roving) umfasst 50.000 Einzelfilamente Ein Filament hat einen Durchmesser von etwa 7
Quelle: SGLACF
Leichtbaupotenzial
Quelle: SGL Benteler
7
SGL Automotive Carbon Fibers LLC SGL Automotive Carbon Fibers GmbH & Co KG
Joint Venture Gesellschaften:
29. Oktober 2009 Gründung:
München SGL ACF Hauptsitz:
BMW Group: 49 %; SGL: 51 %. Das Joint Venture wird paritätisch geführt.
Anteile:
MOL: 200 Mio. USD / bis 2015: ca. 300 Mio. USD; WAK: 20 Mio. EUR.
Investitionen:
MOL: 150 Stellen WAK: 250 Stellen.
Neue Stellen:
Moses Lake, WA (USA). Carbonfaser Produktion. Wackersdorf (Germany) Gelege Produktion und Recycling.
Produktionsstandorte:
Die BMW Group profitiert durch das Carbonfaser Know-how. Die SGL Group gewinnt einen starken Partner aus dem automotive Umfeld.
SGL Automotive Carbon Fibers Fakten zum Joint Venture ACF
Titel der Präsentation – Datum 8
Produktionskette.
.
Otake/ Japan Moses Lake/ USA Wackersdorf/ Deutschland
Wackersdorf/ Deutschland
Mitsubishi Rayon Co. Ltd. (MRC) SGL ACF Automotive Carbon Fibers Mitsubishi Rayon-SGL Precursor Co. Ltd.
Propylen
Landshut & Leipzig/ Deutschland Leipzig/ Deutschland
Harzen Stanzen
Preform CFK-Bauteil
BMW Group
Stack
Stacken Recycling
Rohöl Propylen PAN Precursor Acrylnitril Oxid. Faser Carbonfaser Carbongelege
Ammoxidation Polymerisation Carbonisation Wirken Oxidation Cracken
BMW i3/ i8
Endmontage
SGL Automotive Carbon Fibers Carbonfaserherstellung/-verarbeitung
Gemeinsame Patente
Titel der Präsentation – Datum 9
Standorte – Wackersdorf/ Deutschland.
Schneiden Öffnen Ausrichten Verbinden Herstellprozess Carbon-Vlies-Gelege-Komplex.
Roving, Gelege, Preformverschnitt. Trockenes Verschnittmaterial:
Schneiden des Materials. Öffnen des Materials.
Faservorbereitung:
Vliesbildung/ Erzeugung der Faserorientierung. Fixierung/ Stabilisierung.
Vliesherstellung:
Verarbeitung des Vlieses zu Mehrschichtkomplexen.
Vlieskomplex-Herstellung:
Rückführung des Recycling-Halbzeuges in die CFK-Herstellprozesskette.
SGL Automotive Carbon Fibers Wertstoffherstellung und -verarbeitung
Halbzeugentwicklung/Herstellungsverfahren
Recyclingverfahren
Entwicklung Faserverbund/Herstellungsverfahren
Charakterisierung/Methodenentwicklung Prototyping/Vorserienfertigung
Organoblech
Schwerpunkte der Kooperation
SMC
Recyclingfaser
Vlies- und Bauteilherstellung mit recycelten Carbonfasern
TITK SGL ACF/BMW
>> Anwendung des Recycling-Vlieses im Dach des BMW i3 und i8. <<
>> Anwendung des Recycling-Vlieses in der Sitzschale des BMW i3. <<
Industrialisierung
Quelle: SGLACF
Quelle: BMW AG
Quelle: BMW AG
>>Anwendung des Recycling-Vlieses in der C-Säule des 7er BMW˂˂
SGL ACF/BMW
Vlies- und Bauteilherstellung mit recycelten Carbonfasern
TITK
Industrialisierung
Quelle: BMW AG
Quelle: BMW AG
Quelle: BMW AG
Ausblick Die nächsten Entwicklungsschritte: - Verkürzung der Prozessketten/ Einsparung von Prozessschritten/ Direktverfahren - Entwicklung abfallarmer Prozesse - Einsatz thermoplastischer Matrixwerkstoffe
Quelle: 4Ming
CNC-Cutter Doppelbandpresse
Roboterunterstützte Fertigungsverfahren
Nähkopf
Prozesskosten senken
Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!