Faserablagestation: Die Faserablagestation besteht aus für diese Ablagetechnologie entwickelten Komponenten sowie am Markt verfügbaren.

Die Faserablagestation besteht aus für diese Ablagetechnologie entwickelten Komponenten sowie am Markt verfügbaren. (Bild: Holy Technologies)

Zwei Männer mit kurzen braunen Haaren und grünen Pullovern. Bosse Rothe Frossard (links) und Moritz Reiners (rechts) haben ein Verfahren entwickelt, mit dem Faserverbund-Bauteile in hohen Stückzahlen kostengünstig gefertigt werden können.
Bosse Rothe Frossard (links) und Moritz Reiners (rechts) haben ein Verfahren entwickelt, mit dem Faserverbund-Bauteile in hohen Stückzahlen kostengünstig gefertigt werden können. (Bild: Holy Technologies)

Holy Technologies mit Sitz in Hamburg beabsichtigt, die ökonomische und ökologische Effizienz, die Fertigungsindustrie von Faserverbund-Bauteilen durch innovative Lösungen in Einklang zu bringen. Die „Infinite Component Platform“ des Unternehmens ermöglicht es Verarbeitern, trotz sich zuspitzender lokaler als auch globaler Herausforderungen, ihre Wettbewerbsfähigkeit auszubauen.

So könnten die Herausforderungen gelöst werden

Die Faserverbund-Branche steht wie viele weitere Branchen auch, vor zahlreichen Herausforderungen, darunter der Fachkräftemangel, der Preisdruck durch asiatische Hersteller und die steigende Nachfrage nach nachhaltigeren Produktionsmethoden. Diesen Themen begegnet das Hamburger Unternehmen mit einem holistischen Ansatz:

  • Nachhaltigkeit: Durch „Design for Recycling“ werden Produkte so konzipiert, dass sie am Ende ihres Lebenszyklus einfacher und zu vollem Umfang recycelt werden können, was nicht nur die Umwelt schont, sondern auch die Recyclingkosten senkt.
  • Fachkräftemangel: Die fortschrittliche Automatisierung und der Einsatz von standardisierter Robotertechnologie reduzieren den Bedarf an spezialisiertem Fachpersonal.
  • Preisdruck: Durch effiziente Fertigungsprozesse und geringere Materialaufwände, ohne Materialverschnitt die Technologie kostengünstiger zu produzieren und damit auch mit günstigen Importen aus Asien zu konkurrieren.
Vier Darstellungen nebeneinander: Das Produktionssystem umfasst alle Fertigungsschritte:  Von der CAD-Datei bis zum Strukturbauteil.
Das Produktionssystem umfasst alle Fertigungsschritte: Von der CAD-Datei bis zum Strukturbauteil. (Bild: Holy Technologies)

So funktioniert die Legetechnologie

Mit Robotertechnologie und intelligenter Software wird es möglich, anstelle von Geweben oder ähnlichen Halbzeugen kontinuierliche Faserrovings exakt entlang der Lastpfade zu positionieren. Diese präzise Ablage von trockenen Fasern ähnelt dem FDM-3D-Druck und minimiert den Materialverbrauch bei maximaler Gewichtsersparnis. Weiterhin werden die Fasern nicht zerschnitten, wodurch sie recyclingfähig bleiben. Traditionell liegt die Verschnittquote beim Fertigen von Verbundwerkstoffen bei 30 bis 40 %. Durch diese Technologie von Holy Technologies wird dieser Verschnitt auf null reduziert, was insgesamt den Materialbedarf pro Bauteil um bis zu 50 % senken kann. Das Unternehmen fokussiert sich derzeit auf die Ablageprozesse für Kohlefasern, sieht allerdings mittelfristig die Möglichkeit, den Prozess auf andere Fasermaterialien aus Glas-, Aramid- oder auch Naturfasern auszuweiten. Das Hamburger Unternehmen optimiert den Prozess derzeit auf Strukturbauteile zwischen 20 cm und 2 m. Zukünftig kann die Technologie auf größere Bauteile erweitert werden, um auch den Anforderungen aus der Flugzeug- und Windkraftindustrie gerecht werden zu können.
Die Faserablage-Technologie setzt auf standardisierte Industrieroboter und kombiniert diese mit einem sehr einfachen, passiven Legekopf aus eigener Entwicklung, um den Kostenaufwand in der Produktion zu minimieren. Für die nächsten Jahre sollen die Produktionsraten der Smart Factory skaliert werden.

Dieses Harz ermöglicht das Faserrecycling

Für die Fertigung der Bauteile wird als Standardharzsystem Recyclamine von Aditya Birla, Mumbai, Indien, verwendet, welches bereits für die Fertigung von Windkraftblättern im Einsatz ist. Dieses Epoxidharz lässt sich nach Lebensende des Bauteils in einer erhitzten, verdünnten Säure auflösen und so von den Fasern trennen. Die Fasern werden im Anschluss aus dem Säurebad entnommen, gereinigt und können für ein weiteres Bauteil wiederverwendet werden.

Tabelle und Screenshot: Ergebnisse aus dem Testprogramm mit der TU Hamburg.
Ergebnisse aus dem Testprogramm mit der TU Hamburg. (Bild: Holy Technologies)

Ein Testprogramm im Rahmen einer Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Hamburg hat gezeigt, dass die Bauteile mit einmaligem Recycling noch 95 % und auch nach zweimaligem noch 94 % ihrer ursprünglichen Festigkeit und Steifigkeit besitzen. Die Erhaltung der Materialeigenschaften ermöglicht es, dass Langfasern effektiv in einem Kreislaufsystem wiederverwendet werden können.
Die methodische Herangehensweise führt nicht nur zu einer Reduzierung des CO2-Fußabdrucks, sondern auch zu Kosteneinsparungen in der Produktion. Die neuartige Technologie zeigt, dass ökologische Nachhaltigkeit und ökonomische Effizienz Hand in Hand gehen können.
Der Fortschritt im Leichtbau hat eine besondere Wichtigkeit in der Energiewende. Deshalb setzt sich das Unternehmen mit seiner Technologie dafür ein, dass Faserverbund-Bauteile für den Einsatz in Windkraft, Luftfahrt als auch in neuen Mobilitätskonzepten und medizinischen Anwendungen effizienter und kostengünstiger hergestellt werden können.

Quelle: Holy Technologies

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Mann mit Kreislaufsymbol auf dem T-Shirt
(Bild: Bits and Splits - stock.adobe.com)

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