Prof. Dr.-Ing. Axel Herrmann: Gut vernetzt zum Innovations-Erfolg in der Faserverbund-Technologie

Der CFK-Valley Stade e.V. wurde im Jahre 2004 gegründet und hat sich zu einem etablierten Kompetenz­netz­werk für carbonfaserverstärkte Kunststoffe (kurz CFK) entwickelt. Heute zählen mehr als 100 nationale und internationale Unternehmen und Forschungs­­einrichtungen zum Netzwerk, die be­­strebt sind, die industrielle Ferti­gungs­technik voranzutreiben und das Einsatz­­spektrum von CFK zu erweitern. Allein die AIRBUS Operations GmbH, die welt­­weit zu den erfahrensten Verarbeitern von CFK-Bauteilen gehört, bringt 30 Jahre Expertise in das Kompetenz­netz­werk ein. Neben weltmarktführenden, be­­kannten Großunternehmen sind im Netzwerk gerade viele kleine und mittel­­ständische hoch innovative Betriebe sowie Spezialisten aus der industriellen Großforschung und den Universitäten aktiv. Die Konzentration von Exper­ten­wissen über die komplette Wert­schöp­fungskette – von der Lehre, Forschung, Entwicklung und Produktion bis hin zum Recycling – ist in dieser Form euro­­paweit einmalig und damit beispielgebend für andere Netzwerke. Unter­­nehmen und Forschungsinstitute nutzen die Mitgliedschaft im CFK-Valley Stade e.V., um gemeinsam Inno­va­tionen weiter voranzutreiben. Neue Mit­­glieder können auf ein etabliertes Netzwerk zugreifen und von der geballten Kompetenz profitieren.
Unter den Werkstoffen der Zukunft bietet der carbonfaserverstärkte Kunst­­­­stoff „CFK“ faszinierende Möglich­­kei­­­ten, die in vielen Industriebereichen genutzt werden können. Der High-Tech-Werk­­stoff zeichnet sich nicht nur durch seine außergewöhnlichen mechanischen Eigen­­schaften wie seine hohe Zug­festig­keit, Steifigkeit und Elastizität aus, sondern vor allem durch das ausgezeichnete Dauerschwingverhalten und seine Korrosionsbeständigkeit. Zudem weist der carbonfaserverstärkte Kunst­­stoff eine extreme dynamische Belast­­barkeit auf. Seine äußerst niedrige Wärmedehnung sowie das hervorragende Dämpfungsvermögen verbunden mit einer Dichte von nur 1,55 kg/dm³ (2/3 vom Aluminium, 1/5 vom Stahl) machen den Werkstoff für viele Ein­­satz­­felder in den Industriebranchen für Inge­­nieure und Konstrukteure interessant. Der Werkstoff kann zudem für den je­­weiligen Einsatzzweck maßgeschneidert werden. Insgesamt wird das Markt­­wachs­­tum von CFK auf bis zu 15 Prozent jähr­­liches Wachstum bis 2015 geschätzt.

Zusammengefasst verfügt CFK über das höchste Leichtbaupotential im Ver­­gleich zu Stahl und Aluminium und ist in allen industriellen Branchen relevant, in denen Massen bewegt und Gewicht eingespart werden muss. Dies sind ins­besondere die Luft- und Raumfahrt, der Automobil- und Schienenfahr­zeug­bau, der Schiffbau und der Maschinen- und Windenergieanlagenbau. Damit der Werkstoff CFK sich in den genannten Branchen durchsetzen kann, muss der Übergang zur industriellen Fer­ti­gung gelingen.

Mit dem Aufbau des europaweit größten Forschungszentrums CFK NORD, das im Jahr 2010 vom niedersächsischen Ministerpräsidenten David McAllister feierlich eröffnet wurde, ist ein weiterer Meilenstein für Forschungs­­akti­vi­tä­ten in der CFK-Technologie geschaffen worden. Das CFK NORD ist Bestandteil des CFK-Valley Stade e.V. Im Vor­zeige­pro­­jekt des Landes Niedersachsen wid­men sich Wissenschaftler der Er­for­schung indus­­trieller Fertigungs­­ver­fah­­ren für CFK-Groß­­bauteile ohne dabei Skalierungseffekte in Kauf nehmen zu müssen. Den rund 100 Spezialisten stehen im CFK NORD dafür 18.600 Quadratmeter für die For­schung nach zukunftsfähigen Lösungen zur Verarbei­­tung von CFK zur Verfügung. Die For­­schungsarbeiten werden maßgeblich dazu beitragen, den CFK-Anteil zu erhöhen und durch prozessoptimierte Ar­beits­­schritte kostengünstiger anzubieten.

Das CFK NORD in Stade ist ein hoch-­­ modernes Forschungszentrum für die  Produktion von Bauteilen aus  carbonfaserverstärktem Kunststoff.

Das CFK NORD in Stade ist ein hochmodernes Forschungszentrum für die
Produktion von Bauteilen aus carbonfaserverstärktem Kunststoff.

Im CFK NORD arbeitet u.a. das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit seinem Zentrum für Leicht­­bau­­pro­­duktionstechnologie (ZLP), die Fraun­­hofer-Projektgruppe Fügen und Mon­­tieren FFM, Dow Deutschland Anlagen­­gesellschaft mbH, EADS Deutschland GmbH, Invent GmbH, das Faserinstitut Bremen e.V. und die Premium AEROTEC GmbH der Technischen Universität Hamburg-Harburg sowie weitere uni­­versitäre Forschungseinrichtungen und Instituten Hand in Hand an indus­triali­­sierbaren Lösungen für die Produk­­tion von CFK-Großstrukturen. Die Wege sind kurz, die Effektivität hoch und durch die enge Zusammenarbeit werden Theorie und Praxis optimal miteinander verknüpft.

Zur Unterstützung bei der Ent­­wick­lung von Innovationen im Bereich CFK ini­­tiiert der CFK-Valley Stade e.V. für seine Mitglieder regelmäßige Austausch­mög­­lichkeiten, wie z. B. den zweimal jährlich stattfindenden INNOVATION DAY mit Fokus auf unterschiedliche Branchen­anforderungen. Jedes Jahr wird ein eigener internationaler Fachkongress mit Ausstellung ausgerichtet, an dem jährlich über 40 Aussteller und circa 400 renommierte nationale und internationale Fachexperten teilnehmen. Das internationale Expertenforum im Be­­reich des CFK-Leichtbaus gibt mit seinen zielgruppengerichteten und attraktiven Fachvorträgen einen umfassenden Über­­­­blick auf die aktuellen und zukünftigen Entwicklungen der CFK-Technologien – und das branchenübergreifend.

Während der Veranstaltung wird der begehrte Composite Innovations Award verliehen. Diese besondere Aus­zeich­­nung für herausragend innovative Pro­dukte und Verfahren im CFK-Bereich ist mit einem berufsbegleitenden Master­­studiengang „Verbundwerkstoffe/Com­­posites“ im CFK-Valley Stade Campus im Wert von 18.000 Euro dotiert. Der Preis wird jedes Jahr vom CFK-Valley Stade, der Hansestadt Stade und von der Pr­­i­vaten Hochschule Göttingen gestiftet.


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Die jährliche Fachveranstaltung hat sich heute zu einer zentralen Platt­­form für den fachlichen Austausch im Zukunfts­­feld Kohlenstoff­faser­verbund­leicht­bau etabliert.

Um den Nachwuchs und die Quali­fi­zie­rung von Faserverbund-Fach­arbeitern sowie Ingenieuren kümmert sich die Private Hochschule Göttingen (PFH) am 2006 gegründeten Campus Stade. Die Aus- und Weiterbildung von hoch qualifizierten CFK-Arbeitskräften ist ein äußerst wichtiger Bestandteil der Ge­­samt­­­­­­strategie des CFK VALLEY STADE. Die be­­sonderen Eigenschaften von CFK können nur dann vollständig genutzt werden, wenn neue Denk- und Konstruk­­tionsweisen An­­wendung finden. For­­schungsinstitute, Universitäten und Akademien bilden die Mitarbeiter unse­­rer Partner aus.

Der CFK Valley Stade Campus agiert in enger Kooperation mit dem Airbus Ausbildungszentrum und dem Airbus Werk Stade. Dieses bietet mit mehr als 20 Jahren Praxiserfahrung, die sowohl in die praktische als auch in die akademische Ausbildung einfließen, beste Voraussetzungen für eine bedarfsgerechte Ausbildung.

Der CFK-Campus stellt auf rund 3.000 Quadratmeter Fläche ein Auditorium für rund 140 Studenten, zahlreiche Seminar­­räume und Labore mit mo­­derns­­ter Aus­­stattung, Büroräume und Besprechungs­­zimmer für Professoren und Dozenten sowie eine Mensa zur Verfügung.

Als Trägerin des CFK Campus hat die Private Hochschule Göttingen mit der Außenstelle Stade im Zusammen­wirken mit dem CFK-Valley Stade e.V. und wei­­teren Partnern die europaweit ersten Studiengänge „Bachelor of Engineering“ und „Master of Science“ mit dem Schwer­­punkt Composites/Verbundwerk­stoffe geschaffen. Die Studiengänge sind international ausgerichtet.

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Vor allem die Automobilindustrie profitiert von den besonderen Eigenschaften der Carbonfaser.

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Bei vergleichbaren Steifigkeits- und Festigkeitswerten ist CFK etwa 70 Prozent leichter als Stahl und etwa 40 Prozent leichter als Aluminium.
Darüber hinaus ist ein umfangreiches und bedarfsgerechtes Angebot für die Weiterbildung und Schulung von Mit­­arbeitern im Rahmen eines Aus­bil­dungs­­katalogs erstellt worden. Mit der Aus­­bildungswerkstatt ist die passende Infrastruktur für eine praxisnahe Quali­­fizierung vorhanden.

Im CFK-Valley Stade e.V. wird zudem ganzheitlich gedacht: von der ersten Idee bis zum prozessorientierten, voll­­automatischen Recycling von CFK-Struk­­turen. Der zunehmende Einsatz von CFK-­­Fasern erfordert neue Wege der nach­­haltigen Verwertung von kohlen­stofff­a­­ser­­haltigen Produktionsresten und End-of-Life- Bauteilen. Die CFK-Valley Stade Recycling GmbH & Co. KG ist ein Tochterunter­neh­men der Karl Meyer AG, einem zertifizierten Entsorgungs­be­trieb mit langjähriger Erfahrung. Dessen Know-how bietet die Sicherheit einer nachhaltigen Ver­­wer­­tung von kohlen­stofffaserhaltigen Produktions­­resten und Bauteilen. Für die Rück­ge­winnung und Herstellung hochwertiger Carbon-Kurzfasern wurde im Februar 2011 eine hochmoderne Recycling­anlage mit 1.500 Tonnen Kapazität in Betrieb genommen. Mit dieser leistungsfähigen Anlage kann der Stoffkreislauf für sämt­­liche in Europa anfallende CFK-Werk­­stoffe geschlossen werden.

Die Nachfrage nach CFK-Kompo­nen­ten wird in den nächsten Jahren weiter steigen und der Einsatz des Werk­­stoffes wird neben der Luft- und Raum­­fahrt auch für andere Branchen zunehmend interessanter werden. Bis zum Jahre 2015 wird dem CFK-Markt ein überdurchschnittliches Wachstum zuge­schrie­­ben, mit einem weltweiten Bedarf an Carbonfasern von 67.000 Tonnen. Dabei könnten auf Europa mit 52 Pro­­zent mehr als die Hälfte des Welt­be­­darfs entfallen, auf Asien 18 Prozent und auf die Vereinigten Staaten und Japan jeweils 15 Prozent. Eine Ver­dopplung des Marktvolumens auf 14 Milliarden Euro ist damit bis zum Jahr 2015 möglich. (Quelle: Positive forecast for the carbon-fibre market. JEC Com­posites Magazine56/2010 und World Carbon Fiber Composite Market Acmite Market Intelligence Juli 2010) Die starke Nachfrage nach CFK-Komponenten wird ebenfalls den Bedarf an CFK-Fach­kräften erhöhen, wobei bereits heute die Nachfrage der Firmen nach qualifiziertem Personal bei weitem das Angebot an Fachkräften übersteigt.

Der CFK-Valley Stade e.V. ist erster An­­sprechpartner, wenn es um die Wei­­ter­entwicklung des CFK-Leichtbaus geht, und bietet den Mitgliedern des interdisziplinären Netzwerkes eine Platt­­form mit vielfältigen Synergie­mög­lich­keiten.

NEU-2012-KopieDer 1958 geborene Autor hat Allge­meinen Maschinenbau an der Tech-
nischen Uni­­­­versität Clausthal studiert und am dortigen Institut für Technische Mechanik pro­­moviert. Er ist Professor für Produktions­­technik an der Univer-sität Bremen, Ge­­schäftsführer der Airbus-Tocher CTC GmbH und seit 2004 Vorstandsvorsitzender des CFK Valley Stade e.V.