Composites für den wirtschaftlichen Leichtbau

Weltweit gewinnen Faserverbundwerkstoffe weiter an Bedeutung. Das ist kein Wunder, denn in immer mehr Branchen steigt die Nachfrage nach leichtgewichtigen Materialien mit hoher Festigkeit. Entsprechend groß ist die Zahl neuer Composite-Anwendungen, auch als Ersatz für herkömmliche Werkstoffe wie Metall oder Holz. Neue Eigenschaften leisten ein Übriges, um die Einsatzmöglichkeiten weiter zu steigern.

Covestro engagiert sich seit vielen Jahren in der Entwicklung von Materiallösungen für Verbundwerkstoffe. Ganz gleich, ob es um miniaturisierte Elektronikprodukte, wärmegedämmte Fassaden oder Windkraftanlagen geht: Energie- und ressourcenschonende Composites gehören zusammen mit effizienten Herstelltechnologien zu den Kernbestandteilen des Nachhaltigkeitskonzepts von Covestro.

Auf der internationalen Leistungsshow der Composite-Industrie, der JEC World 2018 vom 6. bis 8. März in Paris, präsentiert das Unternehmen am Stand C28 in Halle 5 leichtgewichtige, steife und ästhetische Materialien und effiziente Verfahren zu ihrer Herstellung.

Neuer Hightech-Werkstoff
Covestro hat eine ganz neue Composite-Herstelltechnologie für die großindustrielle Produktion besonders dünner, leichtgewichtiger, hochfester und trotzdem ästhetischer Teile aus Faserverbundwerkstoffen entwickelt. Sie basiert auf endlosfaserverstärkten thermoplastischen Composites (Continuous Fiber-Reinforced Thermoplastic Polymers, CFRTP), die in verschiedenen Faser- und Thermoplast-Variationen hergestellt werden. Als thermoplastische Basismaterialien werden unter anderem Polycarbonat und thermoplastisches Polyurethan (TPU) eingesetzt, als Fasermaterialien kommen Carbon- und Glasfasern zum Einsatz. Covestro stellt daraus uni-direktional verstärkte Folien und Platten für die weitere Verarbeitung durch Kunden her und hat jetzt seine Produktionskapazität am Standort Markt Bibart mit mehreren Anlagen zur Massenfertigung beider Produkte deutlich erweitert, um von dort aus die Welt zu beliefern.

Insbesondere in der Elektronikindustrie geht der Trend zu immer dünneren Gehäusen, zum Beispiel für Laptops und Smartphones. Laptopdeckel können in einem einstufigen Prozess aus CFRTP-Platten gefertigt werden und ermöglichen dabei kürzere Zykluszeiten und deutliche Kosteneinsparungen. Gegenüber Magnesium-Legierungen sind sie um rund 15 Prozent leichter und können mit ästhetischen Oberflächenstrukturen ausgestattet werden.

Fast 60 Meter langes Windkraft-Rotorblatt
Der Ausbau erneuerbarer Energiequellen wie der Windenergie schreitet weiter voran. Für eine noch intensivere Nutzung ist eine kosteneffizientere Herstellung von Windkraftanlagen erforderlich.

Covestro hat ein spezielles Polyurethan-Infusionsharz für Rotorblätter entwickelt. In Kombination mit verstärkenden Glasfasern und einem effizienten Vakuum-Fertigungsverfahren ermöglicht es kürzere Zykluszeiten und damit Kostenvorteile. Das in China entwickelte Harz ist mit der DNV-GL-Zertifizierung ausgestattet – eine Voraussetzung für den Markteintritt in die dortige Windkraftbranche.

In China wurde damit jetzt ein neuer Prototyp eines Rotorblatts mit einer Blattlänge von 59,5 Metern gefertigt. Covestro will weitere Blätter mit noch größeren Blattlängen herstellen, um eine noch effizientere Nutzung der Windenergie zu ermöglichen.

Verbundmaterial für die Fassadendämmung
In der Region BeNeLux gelten strenge Vorgaben hinsichtlich der thermischen Effizienz der Gebäudehülle. Vor allem bei dortigen Büro- und Industriegebäuden sind vorgehängte hinterlüftete Fassaden (VHF) weit verbreitet. Mit heutigen Materiallösungen sind die weiter steigenden Anforderungen entweder nur mit größeren Dämmstoffdicken oder gar nicht mehr zu erfüllen.

Für die regionale Situation hat die Firma FISCO composite solutions aus Zusmarshausen zusammen mit weiteren Entwicklungspartnern jetzt einen neuen Wandhalter entwickelt, mit dem die Auflagen erfüllt werden können und dessen Einsatz außerdem den Montageprozess erheblich vereinfacht. Das Befestigungssystem ist Teil der Unterkonstruktion für VHF-Fassaden und besteht aus zwei verschiedenen Elementen: einem Kern aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK), der die Last aus Eigengewicht und Wind von der Fassade in das Mauerwerk abführt, und einer zylindrischen Dämmstoffplatte, welche den GFK-Kern umschließt und die Dämmwirkung verbessert.

Brandgeschützter Polyurethan-Werkstoff
Aufgrund des herausragenden Brandverhaltens und der guten mechanischen Eigenschaften verwendet FISCO den Werkstoff Desmocomp^® von Covestro als Matrixmaterial für den GFK-Kern. Das aliphatische Polyurethanharz wurde vor allem für Außenanwendungen entwickelt, da es über eine sehr gute Wetterbeständigkeit verfügt. Das System kann einfach mit Hilfe des Strangzieh-Verfahrens (Pultrusion) verarbeitet werden.

Wässrige Polyurethan-Dispersionen des Baybond^® Sortiments werden als Filmbildner in Glas- und Carbonfaserschlichten in thermoplastischen Verbundwerkstoffen eingesetzt. Die Dispersionen zeichnen sich durch eine sehr gute Filmbildung, Elastizität, Haftung und Vergilbungsstabilität aus und sorgen für hohe mechanische Stabilität des Verbundwerkstoffs. Dazu gehören auch Baybond^® Typen, die für den Lebensmittelkontakt zugelassen sind. Außerdem arbeitet Covestro an Produkten für duroplastische Anwendungen.

Über Covestro:
Mit einem Umsatz von 14,1 Milliarden Euro im Jahr 2017 gehört Covestro zu den weltweit größten Polymer-Unternehmen. Geschäftsschwerpunkte sind die Herstellung von Hightech-Polymerwerkstoffen und die Entwicklung innovativer Lösungen für Produkte, die in vielen Bereichen des täglichen Lebens Verwendung finden. Die wichtigsten Abnehmerbranchen sind die Automobilindustrie, die Bauwirtschaft, die Holzverarbeitungs- und Möbelindustrie sowie der Elektro-und Elektroniksektor. Hinzu kommen Bereiche wie Sport und Freizeit, Kosmetik, Gesundheit sowie die Chemieindustrie selbst. Covestro produziert an 30 Standorten weltweit und beschäftigt per Ende 2017 rund 16.200 Mitarbeiter (umgerechnet auf Vollzeitstellen).

Mehr Informationen finden Sie unter www.covestro.com und www.jeccomposites.com.


Zukunftsgerichtete Aussagen
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