Materialica als Guide für Faserverbundwerkstoffe

Von unserem Redaktionsmitglied Olaf Stauß olaf.stauss@konradin.de

„Auch im Maschinenbau sind Faserverbundwerkstoffe im Kommen.“ So äußern sich einhellig alle Faserverbund-Spezialisten, die vom 20. bis 22. September auf der Materialica ausstellen werden. Obwohl die Unternehmen meist jung sind, liegt eine bewegte Firmengeschichte hinter ihnen. Ihr Know-how haben sie im Flugzeugbau und Rennsport erworben, wo Kohlefaser- und Glasfaserverstärkte Kunststoffe (CfK und GfK) schon lange eingesetzt werden. In den letzten Jahren konnten sie ihr Material in der Medizintechnik und bei Sportgeräten etablieren. Und nun erobern sie den Automobilbau. Die Exponate auf der Materialica stammen daher größtenteils aus dem Automotive-Sektor. Am Wert der Veranstaltung für Maschinenbauer tut dies aber keinen Abbruch. Im Gegenteil. Wer den Einsatz der superleichten und -stabilen Werkstoffe erwägt, etwa für schnell bewegte Bauteile, wird in München gut beraten. Dort trifft er auf die Besten der Branche. Die, die sich angemeldet haben, decken die Faserverbund-Prozesskette von der Idee bis zum Produkt ab und haben durchweg hochwertige Entwicklungen vorzuweisen.

„Unser Schwerpunkt ist der Motorsport“, sagt zum Beispiel Thomas Bär von der Becker Carbon GmbH, Offenburg/Neuhausen. „Wir weiten unsere Aktivitäten aber ständig aus.“ Und Matthias Hörhager, Marketing-Beauftragter, fügt hinzu: „In der Faserverbundtechnologie steckt ein enormes Entwicklungspotenzial für Maschinenkomponenten. Wir wenden uns darum gezielt an Interessierte aus dem Maschinenbau.“ Becker Carbon wurde vor sechs Jahren gegründet, beschäftigt heute 30 Mitarbeiter und präsentiert sich zum ersten Mal auf der Materialica. Wie nahe die Produkte am Maschinenbau sind, zeigt die jüngste Entwicklung: Für die Autoindustrie entwickelte das Unternehmen eine Roboter-Schweißzange aus CfK (oder „Carbon“ wie das Material salopp nach der Verstärkungsfaser genannt wird). Die Carbon-Zange wiegt nur 3,8 kg, während eine konventionelle Metallausführung rund 40 kg auf die Waage bringt. Ihr geringeres Gewicht lässt die Schweißroboter dynamischer agieren und ermöglicht dadurch geringere Taktzeiten. Die Entwickler erwarten außerdem, dass die CfK-Schweißzange eine größere Lebensdauer erreicht. Denn durch ihre höhere Verwindungssteifigkeit wird sie sich unter Last weniger verformen als ihre metallischen Vorgänger. Dies müsste dazu führen, dass sie präziser arbeitet und darum an den neuralgischen Punkten weniger verschleißt. Mehrere Automobilhersteller interessieren sich für die Faserverbund-Konstruktion, einer testet sie bereit in der Serie. Und noch ein Highlight können die Offenburger aufbieten: Mit ihrem Rennsportsattel aus Carbon, der nur 47 g wiegt, haben sie den vielleicht leichtesten Fahrradsattel der Welt im Programm.

Becker Carbon ist nicht der einzige neue Aussteller im Composites-Bereich der Messe. „Bei den Verbundwerkstoffen hat sich das Angebot verdoppelt“, sagt Robert Metzger, Chef des privaten Veranstalters Munichexpo GmbH. Im Bereich Plastics & Composites zählt er 95 Aussteller (Haupt- und Mitaussteller inklusive vertretenen Firmen gemäß Auma-Regeln), von denen die meisten dem Composites-Bereich zuzurechnen seien. „Die Faserverbund-Szene in Deutschland haben wir zu einem guten Teil abgedeckt, die bayerische sogar komplett.“ Dafür hat die Munichexpo einiges getan. Neben dem werkstoffübergreifenden Materialica-Forum hat sie zum Beispiel die begleitende Tagung „Composites in Automotive und Aerospace“ ins Leben gerufen, die von hochkarätigen Vertretern aus Industrie (BMW, EADS) und Forschung thematisch mitverantwortet wird. Dr. Wilm Unckenbold vom CFK-Valley Stade e.V., dem 39 Firmen aus dem Dunstkreis des Airbus-Fertigungszentrums für CfK-Strukturen angehören, verspricht sich viel von der Materialica: „Da ist einiges auf den richtigen Weg gebracht worden.“ Seine Anmeldung musste er allerdings aus Zeitgründen absagen, hat aber für einen Ersatzaussteller gesorgt.

Die Gesamt-Ausstellerzahl der Messe liegt laut Munichexpo etwas über 300 und damit auf Vorjahresniveau. Doch auch hier hat sich etwas verändert. Die großen Gemeinschaftsstände der technischen Keramik haben ihre Teilnahme abgesagt. Metzger konnte dafür Vertreter anderer Werkstoffgruppen für die Materialica begeistern, vor allem aus dem Kunststoffbereich. Vielleicht ist dies das Charakteristikum der „Fachmesse für das Product Engineering“, dass sie sich mit wechselndem Profil stets an aktuelle Technologie- und Werkstofftrends anlehnt. Dennoch: Am Fokus auf den Faserverbunden will Metzger nicht mehr rütteln. Für 2006 plant er, die Verbundwerkstoffe in einer eigenen Messe „Composites“ zusammenzufassen, die neben der Materialica stattfindet.

Die Crosslink-Firmengruppe aus Cadolzburg gehört mit 100 Beschäftigten bereits zu den Großen der Faserverbund-Branche. Für Franziska Fuchs, Ingenieurin und Mitglied der Geschäftsleitung, war die letzte Materialica eine „super“ Messe. „Wir erreichen in München ein Publikum mit gezielt fachlicher Orientierung.“ Nicht zuletzt schätzt sie die Möglichkeiten zur Kontaktpflege mit Kunden und Wettbewerbern. Die Branche sei so klein, dass Informationen sonst nur „durch Mund-zu-Mund-Propaganda“ flössen. Für Entwickler heißt dies auch, dass sie sich Informationen aktiv beschaffen müssen. Zu den Crosslink-Kunden zählt Franziska Fuchs indes eine weit gefächerte Firmenpalette, die den Rennsport und die Medizintechnik ebenso einschließt wie Automobilserien und den Maschinenbau.

Ähnlich weit gestreut sind die Abnehmerbereiche der Mayr Faserverbundtechnik GmbH aus Rosenheim. Mayr liefert Teile aus faserverstärktem Kunststoff in die Medizintechnik (etwa Patientenliegen für Computertomographen), aber auch in Branchen wie die Messtechnik und zunehmend den Maschinenbau. „Wir wollen Kunden aus neuen Bereichen werben“, nennt Entwicklungsingenieurin Bettina Cherdron das Ziel des ersten Materialica-Auftritts. Als nahe liegende Anwendungen nennt sie leichte Teile für Automationsanlagen oder Verpackungsmaschinen. Auch der mit guten Erklärungen versehene Firmenprospekt geht auf die Option Verpackungsmaschine ein: Erfolgversprechend sei zum Beispiel die Substitution eines schnell bewegten Schwinghebels. „Durch einen entsprechend gewählten Faseraufbau würde sich eine Masseneinsparung von 40 % gegenüber einer optimierten Aluminiumversion ergeben“, heißt es dort.

„Wir haben uns auf den Maschinenbau spezialisiert“, sagt Geschäftsführer Oliver Kipf von der CG Tec GmbH aus Gunzenhausen und unterscheidet sich damit deutlich von den bisher genannten Faserverbund-Spezialisten. Vor neun Jahren wurde das Unternehmen gegründet, um unter anderem Autoantennen aus GfK herzustellen. Mehr als die Hälfte der in Deutschland produzierten Autos mit Antennen werden unterdessen mit einem Glasfaserstab von CG Tec ausgestattet. Diese Kernkompetenz entwickelte das Unternehmen weiter. Auf der Materialica will Kipf sein Programm an maßgeschneiderten Halbzeugen aus CfK und GfK vorstellen: Profile, Wellen und Rohre, die die Gunzenhäuser auf Wunsch durch Bohren, Fräsen, Sägen, Drehen und Kleben weiterbearbeiten. Die Vorteile dieser Maschinenelemente liegen auf der Hand: Mit ihrer niedrigen Masse ermöglichen sie eine hohe Laufgeschwindigkeit bei hoher Ermüdungsfestigkeit und Schwingungsdämpfung. „Unser Ziel ist es, Aluminium zu verdrängen. Denn in absehbarer Zeit werden solche Maschinenteile zum größten Teil aus Carbon sein“, meint Kipf.

Natürlich bleibt sich die Materialica insofern treu, dass sie Werkstoffe aus allen Bereichen zur Schau stellt – wenn auch in anderer Zusammensetzung als im letzten Jahr. Neben der „Plastics & Composites World“ gibt es die Bereiche Metal, Surface & Nano (Seite 40) und – stark reduziert – Ceramics. Als ein Aussteller für alle sei die W.C.Heraeus GmbH, Hanau, erwähnt. Heraeus verarbeitet Edel- und Sondermetalle für verschiedene Branchen. Eine dieser Produkte sind Edelmetall-Präzisionskugeln mit eng tolerierten Durchmessern zwischen 0,3 und 3,5 mm. Sie haben sich unter anderem als Lotwerkstoff und als Schaltkontakt in Relais bewährt.