AVK kondigt 2020 Innovatieprijs-winnaars aan – Viering duurzame composiet-vooruitgang

AVK (Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e.V., Frankfurt, Duitsland), de Duitse Federatie Versterkte Kunststoffen die de belangen van fabrikanten en verwerkers zowel in Duitsland als op Europees niveau vertegenwoordigt, kondigde virtueel op 7 november de winnaars van de 2020 Innovatieprijzen aan. Beslist door een expert-jury, erkennen en eren de prijzen duurzame composiet-innovaties in drie categorieën: Innovatieve Producten/Toepassingen, Innovatieve Processen en Onderzoek en Wetenschap.

"We waren verheugd om zoveel sterke inzendingen weer in 2020 te ontvangen. Veel aspecten van het proces waren natuurlijk anders dit jaar. Voor het eerst werd de prijsuitreiking als internet-evenement gehouden. Het is echter duidelijk dat iedereen overal het beste van de situatie maakt. De positieve trends op het gebied van vezel-versterkte kunststoffen zetten zich fort. We verwachten dat deze belangrijke materialen in de komende jaren het hart zullen vormen van veel innovaties," zegt Gerhard Lettl, voorzitter van de jury.

Categorie "Innovatieve Producten/Toepassingen"

Direct-gekoelde electromotor met geïntegreerde lichtgewicht behuizing van vezel-versterkte polymeren - DEmiL.

Eerste plaats gaat naar het Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT, Pfinztal, Duitsland) in partnerschap met het Karlsruher Institut für Technologie (Karlsruhe, Duitsland) en Sumitomo Bakelite Co., Ltd. (Japan). Deze hoogpresterende electromotor bewijst naar verluidt dat vezel-versterkte kunststoffen gebruikt kunnen worden om kleinere en lichtere structuren te produceren dan standaard metaal-ontwerpen. De motor bereikt een continu vermogen van 58 kilowatt (kW) bij een gewicht van 10,5 kilogram. Volgens AVK stelt de vermogensdichtheid van 5,5 kilowatt per kilogram een nieuwe standaard voor electromotoren die in grote series geproduceerd kunnen worden. Een koelsysteem was geïntegreerd in de behuizing, wat de gegenereerde warmte door de motor direct aan de bron afvoert en het mogelijk maakt voor composieten om in de constructie gebruikt te worden.

Intrinsiek Herverwerkbaar, Reparabel en Recycleerbaar (3R) thermoharde composieten voor meer Competitieve en Duurzame Industrieën.

Tweede plaats werd toegekend aan Cidetec (Donostia-San Sebastián, Spanje). Volgens Cidetec gebruiken deze dynamische en covalente bindingen om een nieuwe generatie thermoharde composieten te creëren die, naast de bekende prestatiekenmerken, beweren andere eigenschappen te hebben die nooit eerder in deze vorm gezien zijn. Verder, zegt Cidetec dat de materialen gemakkelijk gereconditioneerd, gerecycld of gerepareerd kunnen worden.

Brandvaste composiet-metaal hybride structuur - LEO brandbescherming zandwich met geïntegreerde Hyconnect staal-glas hybride connector.

Derde plaats werd toegekend aan Saertex GmbH & Co. KG (Saerbeck, Duitsland) en Hyconnect GmbH (Hamburg, Duitsland). Volgens AVK is dit een 3D-versterkte composiet-zandwichstructuur, waarin brandbeschermingslagen ingevoegd kunnen worden om te isoleren en te koelen in geval van brand. Standaard epoxy-harsen kunnen tijdens vacuum-infusie gebruikt worden om een hybride glas-metaalstructuur te integreren waaraan traditionele metalen componenten via lassen bevestigd kunnen worden, wat een brandvaste verbinding op een vroeg stadium van het proces biedt. Deze brandbeschermende bekleding vormt een isolerende laag in geval van brand en beschermt ook het zandwich-component en de hybride verbinding. In tegenstelling tot traditionele metaal-composieten kan dit product het gewicht met tot 55% reduceren.

Categorie "Innovatieve Processen"

Gerobotiseerde Injectiegieting (ROBIN)-proces.

Eerste plaats in de categorie "Innovatieve Processen" werd toegekend aan ROBIN en het Instituut voor Lichtgewichtbouw en Polymere Technologie aan de TU Dresden (Duitsland). Met koolstofvezel in een composiet C-frame injectiegietmachine, waren de ontwikkelaars in staat een machine te bouwen die minder dan 140 kilogram weegt. Dit stelt de machine in staat om aan een robot bevestigd te worden, bijvoorbeeld, en vrij in een ruimte te bewegen. Het verbeteren van de mobiliteit van installatietechnologie genereert grotere flexibiliteit in het injectiegietproces voor de productie van hybride componenten, tegelijkertijd het mogelijk makend om lichtgewichtproducten op een manier te produceren die bronnen bespaart.

Omega-stringer van de rol.

Ontwikkeld door de tweedeplaats-winnaar, het Duitse Lucht- en Ruimtevaartcentrum (DLR, Keulen, Duitsland), stelt dit nieuwe productieproces omega-vormige verstevigingselementen in staat te produceren uit koolstofvezel-epoxy-hars prepregs. Het stelt fabrikanten in staat om stringers efficiënt te produceren tegen lage kosten en in grote hoeveelheden terwijl ook bronnen bespaard worden. Het procesketel als geheel combineert geautomatiseerde vezelplaatsing (AFP) technologie, eenzijdige membraan-vorming — ook bekend als warm-vorming — en autoklaaf-uitharding. Het gelijktijdige vormen van dwarsdoorsnedes met positieve en negatieve krommingen wordt als een uniek proceskenmerk beschouwd.

Hybride drukgieterij: productie van intrinsieke CFRP-aluminium composietstructuren in aluminium hoge-druk drukgieterij.

Derde plaats werd toegekend aan dit proces, ontwikkeld door het Faserinstitut Bremen (FIBRE) en Fraunhofer IFAM-onderzoeksinstituten (Bremen, Duitsland). Dit nieuwe proces, zeggen beide instituten, biedt een techniek voor het verbinden van aluminiumlegeringen en koolstofvezel-versterkte kunststoffen door de thermoplastische laag te smelten. De thermoplastische laag creëert tegelijkertijd een electrochemische scheiding tussen de koolstofvezel en de aluminiumlegering, contactcorrosie voorkomend, en sterkte wordt bereikt aan de materiaal-interface. Het proces bespaart bronnen en kan in serieproductie gebruikt worden. Vanwege zijn potentieel in lichtgewichtbouw, zou het CO₂-uitstoot van voertuigen kunnen reduceren.

Categorie "Onderzoek en Wetenschap"

Nieuwe hoge-temperatuur-bestendige UP-harsen en verteringsmiddelen.

In de categorie "Onderzoek en Wetenschap" werd de eerste plaats toegekend aan de Hogeschool Münster (Münster, Duitsland). De UP-hars bereikt een hittevervormingstemperatuur (HDT) van bijna 250°C; de hoogste eerder gemeten HDT is rond 180°C. De fotochemische en thermische reactiviteit is significant hoger dan die van vergelijkbare hoge-temperatuur-bestendige vinylesters en urethanen, aldus de universiteit. Verder zijn de verteringsmiddelen gebaseerd op styreen-maleïne-anhydride-copolymere en verhogen de viscositeit van de hars bij temperaturen tussen 100-160°C. Tegelijkertijd verhogen ze de reactiviteit en verbeteren de oppervlakte-kwaliteit van het laminaat.

Wetenschappelijke principes voor de industriële toepassing van het thermoplastische resin transfer molding (T-RTM) proces.

Fraunhofer ICT werd additioneel tweede plaats toegekend voor zijn innovatieve proces, dat de negatieve effecten van vocht in T-RTM evalueert. Het proces compenseert voor water om de eerdere reactiesnelheid te herstellen met bijna identieke polymereigenschappen. Met een nieuw ontwikkeld simulatiemodel kan het proces specifiek gecontroleerd worden door de proceskinetiek te modelleren. Dit leidt tot een hoog-efficiënt proces en stelt T-RTM-componenten in staat om in serieproductie-omgevingen geproduceerd te worden.

Materiaal- en energie-efficiënte productie van turbinestraten door de integratieve combinatie van thermoharde vezel-versterkte materialen.

Derde plaats werd toegekend aan het Instituut voor Polymere Technologie aan de Universiteit Erlangen (Duitsland) voor zijn project. Het "Duro-IMF-proces," zoals het genoemd wordt, dat ontwikkeld werd in het kader van het onderzoeksproject, stelt complexe thermoharde vezel-composietcomponenten in staat om efficiënt geproduceerd te worden door thermoharde injectiegieting. Het proces combineert continue-vezel-versterkte prepregs en korte-vezel-versterkte moulmateriaal in het one-shot-principe. Door de materiaalmodificatie en intelligente procescontroles te coördineren, reageren de hars-systemen van de materialen irreversibel met elkaar tijdens uitharding in de vorm, resulterend in een hybride component met hoge bindingssterkte, laag gewicht en hoge temperatuurbestendigheid, alsook een reductie in energieverbruik en cyclus-tijd van meer dan 50%.

Naast de virtuele toekenning op 12 november, zullen veel van de winnaars-innovaties opnieuw gepresenteerd worden in dit jaar AVK Innovatieprijs-brochure, die online hier beschikbaar zal zijn.