3D-Druck und neue Werkstoffe des Leichtbaus

Carbonfaserverstärkter Kunststoff (CFK) ist ein besonderer Werkstoff mit Zukunft – davon sind nicht nur die Mitglieder des Composites United e.V. (CU) überzeugt. Er gehört zu den Faserverbundwerkstoffen (engl.: Composites), die im Flugzeugbau seit mehr als 30 Jahren nicht mehr wegzudenken sind. CFK ist nämlich bei gleicher Festigkeit sogar noch leichter als Aluminium. Aber auch Formel-1-Rennwagen oder Tennis-Schläger werden ebenso wie orthopädische Prothesen und große Rotorblätter von Windkraftanlagen aus CFK gefertigt. Sogar ein erstes Wohnhaus wurde unter Verwendung von CFK bereits gebaut.

Die zukunftsträchtigen, neuen Materialien sollen auch vermehrt Anwendung in kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) und Handwerksbetrieben in den Landkreisen Stade, Harburg, Lüneburg, Uelzen und Lüchow-Dannenberg finden. Um die Eignung als Ersatz für traditionelle Werkstoffe und vor allen Dingen die wirtschaftliche Effizienz zu belegen, startete das „Kompetenzzentrum Neue Materialien und Produktion“ (KNMP), gefördert vom europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EU-EFRE) und den o.g. Landkreisen im Januar 2018 seine Arbeit. In Kooperation mit der Süderelbe AG und dem Laboratorium für Fertigungstechnologie (LaFT) der Helmut-Schmidt-Universität begleitet der Composites United e.V. (CU) aus Stade KMU bei der Umsetzung von Innovationen ab der Entwicklung bis hin zum Beweis der Machbarkeit durch die Herstellung  eines Prototyps. Dies ist für die teilnehmenden KMU bis zum Prototyp komplett kostenlos. Durch den Einsatz von neuen Werkstoffen und neuen Fertigungstechnologien wie dem 3D-Druck sollen regionale Wertschöpfung, Beschäftigung und Innovationskraft der Region erhöht werden.

Trotz langer Entwicklungszeiten für oft komplexe Produktideen kann bereits jetzt eine positive Zwischenbilanz gezogen werden.

Im Landkreis Stade wurde die Entwicklung zweier regional typischer Produkte angestoßen, in denen CFK seine vorzüglichen Eigenschaften funktional und als Designelement einbringt. Sogenannte Passanten-Stopper in CFK Optik können die in der Stader Fußgängerzone bereits verwendeten touristischen Hinweis-Stelen aus  CFK schon bald ergänzen und die Relevanz Stades als „Carbon City“ unterstreichen. Ein als „Stader Pflück“ bezeichneter Apfelpflücker ist ein weiteres Anwendungsbeispiel. Der CFK-Prototyp des neuen, superleichten Überkopf-Arbeitsgerätes hat einen drei Meter langen Stiel und ist deutlich leichter als die handelsüblichen Geräte. So ermöglicht der „Stader Pflück“ längere Arbeitszeiten und verhindert ein zu schnelles Ermüden. Der Anschluss anderer Überkopf-Arbeitsgeräte z. B. für Maler oder Gebäudereiniger an den leichten CFK-Stiel ist denkbar und wird aktuell untersucht. Die durch das KNMP geförderte Prototypenherstellung erfolgte durch regionale Unternehmen in Kooperation mit anderen Mitgliedsunternehmen des CU.

In einem weiteren Pilotprojekt konnte das LaFT für ein Unternehmen aus dem Landkreis Stade einen 3D-gedruckten Prototyp für eine Messlehre aus Kunststoff zur Qualitätssicherung herstellen.

Weitere Anwendungen neuer Materialien, z. B. bei Herstellern von Möbeln oder im industriellen Segment aus den anderen Landkreisen, werden trotz Wegfall der gewohnten Form regelmäßiger Treffen und Projektmeetings intensiv verfolgt und vorangetrieben. Gerade in dieser Zeit gibt es bei vielen Unternehmen Kapazität, über den Einsatz neuer Materialien und Produktionsmethoden intensiver nachzudenken und Fachpersonal im Rahmen des KNMP Projekts virtuell weiterbilden zu lassen. Ein prominentes Beispiel für einen bereits fertig gestellten Prototyp ist im Landkreis Lüchow-Dannenberg zu finden. Durch Herstellung eines Betriebsmittels im additiven Verfahren wurde eine Effizienzsteigerung von 20 Prozent erreicht.

In vielen produzierenden Unternehmen existieren vielfältige Einsatzmöglichkeiten, mit denen die Produktion flexibler und agiler gestaltet werden kann. Genauso resultieren aus dem Einsatz neuer Materialien und / oder der Anwendung additiver Fertigung neue und interessante Produkte, die das bestehende Portfolio ergänzen. Mit der Unterstützung durch das KNMP-Projekt ist die Hürde für den Einstieg in diese neue Technologie niedrig.

Haben Sie als KMU Interesse an neuen Materialien und/oder Produktionsverfahren und vielleicht sogar schon eine Idee für einen Prototypen? Kommen Sie auf uns zu! Für nähere Details zum Projekt wenden Sie sich bitte an Dr. Joachim Henning (joachim.henning@composites-united.com, Tel. 04141 4074014) oder besuchen Sie die Website (www.composites-united.com).