Positive Aussichten für 2011: Composites-Branche boomt
Der Composites-Markt boomt wieder. Für das abgelaufene Jahr kann die Branche auf Produktionsmengen verweisen, die dem Höchstniveau der Zeit vor dem Krisenjahr 2009 entsprechen. Zu diesem Ergebnis kommt der aktuelle europäische Marktbericht des Fachverbands AVK – Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe vom Herbst 2010. Danach wurden 2010 über eine Million Tonnen faserverstärkte Kunststoffe produziert.
Rund 90 Prozent dieser Produktionsmenge machen noch immer glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) aus. Sie kommen vor allem in der Bau- und Automobilindustrie zum Einsatz. Erhebliche Wachstumschancen attestiert der Marktbericht aber auch den kohlefaserverstärkten Kunststoffen (CFK).
Welche große Rolle dabei der Werkstoff Karbon spielt, zeigen zum Beispiel auch Kooperationsvereinbarungen großer Automobilunternehmen mit den weltweit größten Karbonproduzenten aus dem vergangenen Jahr. Die Unternehmen planen derzeit, selbst tragende Struktur- und größere Außenhautbauteile aus Composites-Materialien herzustellen.
Automobilbau: Elektroautos mit CFK-Bauteilen
Dem Automobilbau erschließt sich mit dieser Entwicklung eine neue Dimension. Zwar werden im Rennsport seit Jahrzehnten Karbonbauteile verwendet, um zum Beispiel besonders leichte und gleichzeitig stabile Monocoques für Rennwagen herzustellen. In der Pkw-Großserienproduktion kamen CFK-Bauteile aber eher seltener zum Einsatz. Ein Grund dafür ist ihre aufwendige Produktion. CFK-Kunststoffe entstehen im Rahmen eines mehrstufigen Hightech-Produktionsprozesses. Nichtsdestotrotz sind sie für jeden Entwicklungsingenieur besonders dann interessant, wenn es um die Konstruktion von Fahrzeugen mit Elektro- oder Hybridmotoren geht. Strukturbauteile aus CFK sind nicht nur besonders leicht und können somit das hohe Gewicht der Akkumulatoren ausgleichen. Zugleich absorbieren Bauteile aus CFK besonders viel Aufstoßenergie. Die Forschungsgemeinschaft Automotive Composites Consortium gibt in diesem Zusammenhang an, Composites könnten rund 100 Kilojoule Stoß-Energie pro Kilogramm aufnehmen, Stahl hingegen nur 25 Kilojoule. Der gezielte Einsatz von Composites im Automobilbau kann also auch die Sicherheit der Fahrer erhöhen.
Flugzeugbau: CFK-Anteil soll weiter ansteigen
Auch der Flugzeugbau ist und bleibt ein entscheidender Wachstumstreiber für CFK. Wie groß die Bedeutung der Verbundwerkstoffe in der Branche geworden ist, zeigt der Anteil der Materialien am Gesamtgewicht der Flugzeuge. Er liegt derzeit zwischen 15 und knapp 40 Prozent. In den kommenden Jahren soll er bis auf 60 Prozent steigen. Seitenleitwerke, Flügelschalen oder selbst der Rumpf sollen dann verstärkt aus CFK-Materialien bestehen.
LMT bringt „Composites Excellence“ ein
Der verstärkte Einsatz von Composites-Bauteilen im Automobil- und Flugzeugbau, aber auch in anderen Branchen wie zum Beispiel der Windkraft stellt natürlich neue Anforderungen an die eingesetzten Produktionsabläufe. Die prozesssichere und effiziente Bearbeitung der Materialien wird zu einem wichtigen Faktor für die Wirtschaftlichkeit. Neben neuen Verfahren, wie dem Wasserstrahlschneiden oder dem Beschnitt per Laser, spielt hierbei auch die klassische Zerspanung eine nach wie vor zentrale Rolle. So sind beispielsweise Faserablösungen oder das Überhitzen des Werkstoffs bei der Bearbeitung wesentliche Probleme. Darüber hinaus müssen die Werkzeuge wegen des stark abrasiven Charakters der Werkstoffe optimal gegen Verschleiß geschützt sein, um die geforderten Standzeiten zu erreichen. Mit speziellen Schneidengeometrien, spezifischen Schneidstoffen wie PKD oder Vollhartmetall in Kombination mit Diamant- und Nanobeschichtungen bietet LMT unterschiedlichste leistungsfähige Standard- und Sonderwerkzeuglösungen an. Mit der zur AMB 2010 gestarteten Initiative „Composite Excellence“ bündelt die LMT-Gruppe ihre Kompetenzen in diesem Wachstumsmarkt und präsentiert das breiteste Anwendungsspektrum für die Zerspanung von Kunst- und Verbundwerkstoffen.