Der Einsatz faserverstärkter Kunststoffe in Sandwichbauweise ermöglicht hocheffiziente Leichtbaustrukturen. International führende Fachleute haben aktuelle Trends aus der Material- und Technologieentwicklung und neue Einsatzfelder von Sandwich-Materialien auf der »Faserverbund-Sandwich-Tagung« am 24./25. April 2024 in Halle (Saale) vorgestellt und diskutiert. Sie zeigten Lösungen im Spannungsfeld von Rohstoffeffizienz, Digitalisierung, und Nachhaltigkeit, etwa für Anwendungen in der Automobilindustrie, Luftfahrt oder Photovoltaik.

Die Tagung wurde zum dritten Mal gemeinsam von der ThermHex Waben GmbH und dem Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS ausgerichtet und lockte mehr als 100 internationale Gäste aus Industrie und Forschung nach Halle (Saale).

Ignaas Verpoest, emeritierter Professor der Composite Materials Group der Katholischen Universität Leuven, eröffnete die Konferenz mit seiner Keynote »Innovations in composite sandwich structures: reflections on a personal journey«. Er zeigte in seiner mehr als 30 Jahre umfassenden Retrospektive, dass für erfolgreiche Werkstoffinnovationen neben kreativen Erfindungen auch ein tiefes Verständnis von Materialzusammenhängen, die Weiterentwicklung experimenteller Methoden sowie virtueller Modelle und nicht zuletzt die Ausrichtung auf den Bedarf der Industrie entscheidende Kriterien sind.

Der zweite Konferenztag thematisierte in vielfältigen Sessions aktuelle F&E-Lösungen für die konsequente Umsetzung von Leichtbau-Ansätzen mit Sandwichbauweise und Sandwichkernwerkstoffen. Hier wurde vor allem deutlich, dass diese im Hinblick auf Nachhaltigkeit gleich dreifach punkten können: Sie ermöglichen in der Herstellung häufig Prozesse mit deutlich geringerem Materialeinsatz als in monolithischer Bauweise. Durch ihr Leichtbaupotenzial können sie während der Nutzungsphase zur Reduktion von Emissionen beitragen, etwa durch Gewichtseinsparung bei Fahrzeugen. Zugleich ermöglichen thermoplastische Monomaterial-Sandwichbauteile am Ende der Lebensdauer – im Vergleich zu duroplastischen Faserverbundbauteilen – erhebliche Vorteile für die Recyclingfähigkeit.

»In den Vorträgen und den Diskussionen mit unseren Gästen wurde deutlich, wie wichtig die Balance von Werkstoff-Performance und Kosten ist. Viele aktuelle Entwicklungen und Forschungsprojekte adressieren bereits dieses Verhältnis. Beeindruckt hat mich auch, wie groß die Bandbreite der Anwendungen und vorgestellten Materiallösungen war, von Kunststoffen über Keramik bis hin zu Holz«

sagt Dr.-Ing. Ralf Schlimper, der die Tagung seitens des Fraunhofer IMWS geleitet hat.

»Ich freue mich sehr, dass wir erneut ein so hochkarätiges und zahlreiches Publikum begrüßen konnten. Die Vielfalt der Branchen, die dabei repräsentiert waren, unterstreicht die enormen Potenziale der Sandwichbauweise für industrielle Anwendungen«

sagt Dr.-Ing. Jochen Pflug, Geschäftsführer der ThermHex Waben GmbH und ebenfalls Organisator der Konferenz. Sein Unternehmen stellte im Rahmen der Tagung erstmals das neue Produkt »ThermHexWAVY« vor, einen thermoplastischen Wabenkern mit wellenförmiger Zellwandgeometrie, der deutliche Steigerungen bei Druckfestigkeit möglich macht. Die besondere Geometrie ist mit jedem thermoplastischen Polymer auf den bestehenden ThermHex Produktionslinien herstellbar.

Zu weiteren Neuigkeiten, die auf der Composite Sandwich Conference präsentiert wurden, gehörten Anwendungen von Sandwichtechnologien in Hubschrauberstrukturbauteilen (Airbus Helicopters), als Schutzstrukturen im Unterboden von Elektrofahrzeugen (Audi AG) und als aerodynamischer Unterboden von Sportwagen (Porsche AG). Recyclebare thermoplastische Kernwerkstoffe mit besonders guten Brandschutzeigenschaften für Interieur-Bauteile im Flugzeug waren ein weiterer Schwerpunkt. Evonik Operations stellte einen Schaumkernwerkstoff aus Polyetherimiden (PEI) vor, der auf vorgeschäumten Mikro-Granulaten beruht und ThermHex präsentierte einen PEI-Wabenkern. Solarge zeigte Potenziale der Sandwichbauweise für Photovoltaik-Anwendungen auf, etwa besonders leichte Module, die auch auf Dächern installiert werden können, deren Tragfähigkeit für Standardmodule nicht ausreichend ist.

»Die Inhalte der Sessions haben gezeigt, wie dynamisch die Entwicklung und wie hoch die Aktivität in der Industrie ist, um nicht nur Bauteilgewicht, sondern auch Material einzusparen«

sagt Pflug zum Abschluss der Tagung, zu der auch eine Firmen- und Produktausstellung sowie Besuche in der Fertigung von ThermHex sowie an den Fraunhofer-Standorten in Schkopau und Halle gehörten.

»Die Vorträge haben dabei auch den weiteren Forschungsbedarf gezeigt, von vertieften Erkenntnissen zu Materialeigenschaften und Materialentwicklung über Lösungen für Qualitäts- und Prozesskontrolle und effiziente Wege zur Reduktion des Materialeinsatzes von thermoplastischen Kunststoffen in strukturellen Anwendungen bis hin zur Methodenentwicklung für spezifische Designs«

lautet die Bilanz von Schlimper. Die nächste Composite Sandwich Conference ist für das Frühjahr 2026 geplant.

Dr.-Ing. Jochen Pflug (ThermHex Waben GmbH, li.) und Dr.-Ing. Ralf Schlimper (Fraunhofer IMWS, re.) organisierten die Tagung in Halle (Saale), Ignaas Verpoest (2.v.li.), emeritierter Professor der Composite Materials Group der Katholischen Universität Leuven, eröffnete die Konferenz mit seiner Keynote »Innovations in composite sandwich structures: reflections on a personal journey«, Prof. Dr. Erica Lilleodden (2.v.re.), Leiterin des Fraunhofer-Instituts für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS begrüßte die Gäste der Konferenz. © Uwe Köhn

 

Weitere Impressionen sind auf der Veranstaltungsseite zu finden: www.faserverbund-sandwich.de