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Carbonfaserverstärkte Kunststoff-­Bauteile für verschiedenste ­Bedürfnisse Freitag, 04 August 2017 10:49 Foto: André Pause

Carbonfaserverstärkte Kunststoff-­Bauteile für verschiedenste ­Bedürfnisse

Leichtbau hat Zukunft. In der Luftfahrt- und in der Autoindustrie werden verstärkt neue und leichte Werkstoffe eingesetzt. Damit soll vor allem das Gewicht von Flugzeugen und Autos reduziert, dadurch der Spritverbrauch und die Abgas-Emissionen gesenkt werden. Zu diesen neuen Werkstoffen gehören auch carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK). Sie sind fester als Stahl und leichter als Aluminium. Doch ist deren Fertigung noch aufwendig und teuer. Es gibt kaum automatisierte Herstellungsverfahren, es ist teilweise noch Handarbeit. Das Braunschweiger Start-up-Unternehmen Copro Technology bringt jetzt ein neues Verfahren auf den Markt, mit dem CFK-Profile und -Bauteile einfacher, schneller und kostengünstiger produziert werden können. Es ist eine Ausgründung aus dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Arne Stahl und Henrik Borgwardt haben Copro vor knapp einem Jahr im Technologiepark Braunschweig gegründet.



»Wir haben nach unserem Studium acht Jahre am DLR-Institut für Faserverbundwerkstoffe und Adaptronik gearbeitet und mit industriellen Projektpartnern diese neue Technologie schrittweise entwickelt«, erzählt Stahl. Auf internationalen Messen haben die beiden ­Gründer sie dann vorgestellt – und viel Zuspruch und positive Resonanz erhalten. Borgwardt: »Wir haben festgestellt, dass ein Bedarf und eine Nachfrage da ist, haben daraufhin das Unternehmen gegründet.« Dabei wurden sie von DLR-­Institutsleiter Professor Martin Wiedemann und Abteilungsleiter Professor Christian Hühne unterstützt und gefördert.

»Prototypanlagen für den Luftfahrt- und den ­Automobilbereich«

Die patentierte Copro-Technologie beruht auf der Roll-forming-Technik, die vom Kaltwalzen in der Stahl- und Metallindustrie bereits bekannt ist. »Wir haben sie auf die Bearbeitung von CFK-Strukturen übertragen, weiter entwickelt und angepasst«, beschreibt Stahl den Ansatz. Das sei ein schrittweiser Prozess gewesen, bei dem Testanlagen und Prüfstände stetig verbessert, immer neue CFK-Materialien zu immer komplexeren Profilen verarbeitet werden konnten. Am Schluss gab es zwei Prototyp-Anlagen jeweils für den Luftfahrt- und für den Auto­mobilbereich.

CFK-Profile bestehen meist aus mehreren zusammengeklebten Faser-Schichten, die in einem Kunstharz eingebettet sind. Beim Copro-Verfahren werden nur trockene Faser­materialien verwendet. Zunächst werden verschiedene Faser-Schichten, die von Rollen laufen, zu einem so genannten Lagenaufbau zusammengefügt, durch Kleber verbunden und erwärmt. Dann wird das Material durch mehrere Rollenpaare geführt und bearbeitet: beispielsweise gebogen oder gekrümmt. Danach erkaltet das Material und das erzeugte Profil wird fest und stabil. Eine Krümmung wird durch einen einfachen Trick erreicht: Zwei ­Rollenpaare laufen mit unterschiedlichem Tempo, das Material wird gedehnt und krümmt sich.

»Flexibel, klein und ­kompakt«

Was sich so einfach anhört, ist ein komplexes und ausgetüfteltes System aus Hardware und Steuerungssoftware. »Wir sind heute in der Lage, verschiedene Arten von CFK-Profilen herzustellen«, fasst Borgwardt zusammen und nennt einige Beispiele: für Flugzeuge können Bauteile wie Spanten, Stinger oder Holme gefertigt, für Autos Komponenten für das Dach oder für die Karosserie gebaut werden. Dabei ist die Produktion verschiedener Profil­geometrien, etwa in L-,T oder C-Form, möglich.

Und wie stark ist der Wettbewerb auf dem noch jungen Markt des CFK-Roll-forming? Borgwardt ist sich sicher: »Unsere Anlagen sind gegenüber der Konkurrenz flexibler. Ein System kann für die Produktion einer kompletten Familie von Bauteilen eingesetzt werden. Außerdem sind unsere Anlagen kleiner und kompakter.«

»Unterstützung durch die Helmholtz-Gemeinschaft«

Copro bietet die Entwicklung und Konzipierung kompletter ­Anlagen an, ganz auf die Produkte und Bedürfnisse der Kunden zugeschnitten. Das reicht bis zum Bau von Prototypen, der Herstellung von kleinen Pilotserien und dem Wartungsservice. Den Unternehmens-Start haben die beiden Gründer mit einem Auftrag des DLR finanziert. Diese Anlage ist gerade im Bau und soll künftig in der Open Hybrid Lab­factory in Wolfsburg stehen, in der zukunftsträchtige Werkstoffe vor allem für die Autobranche entwickelt werden. Gefördert werden die Jung-­Unternehmer vom Technologievalidierungsfonds der Helmholtz-Gemeinschaft, wodurch der letzte Entwicklungsschritt der neuen Technik hin zur Marktreife unterstützt wird. Außerdem half die Helmholtz-Gemeinschaft beratend bei der Firmengründung. Nicht zuletzt deshalb lief die Startphase für die Gründer bisher problemlos. Jetzt arbeiten sie bereits am nächsten unternehmerischen Schritt: Ab Anfang nächsten Jahren sollen CFK-Profile auf eigenen Anlagen für Unternehmen aus der Luftfahrtbranche gefertigt werden. Dabei möchte man sich auf Kleinserien mit bis zu 5000 Stück beschränken, betont Arne Stahl. Potenzielle Kunden seien Flugzeugbauer und deren Zulieferer. Er geht davon aus, dass künftig international mehr Kurz- und Mittelstreckenflugzeuge in größeren Stückzahlen nachgefragt und gebaut werden. Dies sei nur mit neuen und kostengünstigen automatisierten Fertigungsverfahren möglich. Henrik Borgwardt betont jedoch, dass der Anlagenbau das Standbein des jungen Unternehmens bleiben werde. Um die Investitionen für eine Bauteil-Fertigung stemmen zu können, suche man derzeit einen strategischen Partner aus der Luftfahrt-Branche.

Bild oben: Henrik Borgwardt (l.) und Arne Stahl haben Copro vor knapp einem Jahr gegründet.
geschrieben von  sie