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

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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

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