Von den Grundlagen bis zur Anwendung

Am 31.05.2022 wurde im Leibniz-Institut für Verbundwerkstoffe GmbH (IVW) das neue Technologiezentrum Thermoplastische Composite „TTC“ feierlich von Wissenschaftsminister Clemens Hoch in Betrieb genommen. Herzstück des Technologiezentrums ist eine neue große Umformpresse.

Minister Hoch zeigte sich beeindruckt von der neuen technischen Ausstattung des IVW: „Exzellente Forschung benötigt exzellente Forschungsinfrastruktur. Ich bin froh, dass das Land Rheinland-Pfalz gemeinsam mit der Europäischen Union dazu beitragen konnte, hier am IVW das Technologiezentrum Thermoplastische Composite zu realisieren. Es ist ein weiterer Schritt zur Stärkung des Wissenschaftsstandortes Kaiserslautern und der Materialwissenschaft in Rheinland-Pfalz. In der Entwicklung neuer Werkstoffe, Bauweisen und Fertigungsprozesse liegt großes Potenzial für die Ingenieurswissenschaften und ein Schlüssel für die Lösung zahlreicher gesellschaftlicher Herausforderungen.“

Anlässlich des Festaktes sagte der wissenschaftliche Direktor des IVW, Herr Professor Breuer: „Mit der Inbetriebnahme der speziell für Forschungsbedarfe maßgeschneiderten 2500 t-Presse der Firma Langzauner können nun auch Bauteilentwicklungen im Maßstab 1:1 durchgeführt werden. Damit können wir ultraleichte und multifunktionale Strukturen herstellen, die u.a. zur Bekämpfung des Klimawandels und für die Wasserstofftechnologie wichtig sind.“

Das IVW Kaiserslautern ist mit rund 160 Mitarbeitenden bereits seit über 30 Jahren erfolgreich in Forschung und Technologietransfer unterwegs. Der Faserverbundmarkt wächst mit zweistelligen Raten, da diese Werkstoffklasse für viele Anwendungen zu mehr Umweltverträglichkeit, zu Gewichts- und Energieeinsparungen, zu erhöhter Sicherheit von Passagieren in Transportmitteln und zur Vermeidung von schädlichen CO₂ - Emissionen beiträgt. Zunehmend werden deswegen Faserverbund-Technologien der Luft- und Raumfahrt, z.B. aus der Ariane oder dem Airbus, auch im Automobilbau, dem Maschinenbau, im Energiesektor und auch in der Medizintechnik eingesetzt.

Die heute zur Anwendung kommenden Faserverbundwerkstoffe werden allerdings meistens mit Kunststoffen erzeugt, die nicht wieder aufschmelzbar, nicht schweißbar und nur mit sehr hohem Energieeinsatz werkstofflich wiederverwertbar sind. Die bisherigen Materialien sind außerdem aufgrund langer Zykluszeiten kaum für die Herstellung sehr großer Stückzahlen geeignet. Für zukünftige Anwendungen müssen deswegen besser umweltverträgliche, thermoplastische Faserverbundwerkstoffe entwickelt werden, die wirtschaftlich in sehr kurzen Zykluszeiten zu komplexen Bauteilen verarbeitet werden können. Sie müssen außerdem umformbar und schweißbar sein, sowie am Ende ihrer Lebensdauer werkstofflich für den ursprünglichen Zweck wiederverwendet werden können.

Das vom IVW dazu entwickelte Konzept zur Erweiterung der wissenschaftlichen Kompetenzen und Bereitstellung innovativer Technologien für Wissenschaft und Wirtschaft in Form von neuen, kostengünstigen Ausgangsmaterialien, verbesserten Bauteilkonstruktionen und innovativer Fertigungstechnik wurde in den letzten 4 Jahren mit Mitteln aus dem europäischen Fonds für regionale Entwicklung „EFRE“ sowie mit Mitteln des Landes Rheinland-Pfalz in Höhe von insgesamt 10 Mio. € gefördert. Aus dem IVW sind bereits zahlreiche Ausgründungen hervorgegangen. Das neueste Ausgründungsprojekt befasst sich mit fortschrittlicher Faserverbundtechnologie zur Speicherung und zum Transport von Wasserstoff.

Weitere Informationen unter

https://www.ivw.uni-kl.de/de/forschung-entwicklung/technologiezentrum-thermoplastische-composites-ttc

https://www.ivw.uni-kl.de/de/forschung-entwicklung/apparative-ausstattung/grosse-umformanlage

https://www.ivw.uni-kl.de/de/forschung-entwicklung/kompetenzfelder/press-fuegetechnologien

Staatssekretär Dr. Alt übergibt IVW Förderbescheid über 2,9 Mio €

Die Wasserstofftechnologie zählt zu den der größten Hoffnungsträgern im Kampf gegen den Klimawandel, beispielsweise auf dem Weg zu einer nachhaltigen Mobilität. Das Leibniz-Institut für Verbundwerkstoffe (IVW) in Kaiserslautern, das zu einem der deutschlandweit führenden Forschungsinstitute im Bereich innovativer Materialien zählt, leistet mit seinen Forschungsarbeiten essentielle Beiträge für den Erfolg dieser Technologie. Im Rahmen seines jüngsten Forschungsvorhabens in diesem Bereich erhält das Institut Fördermittel des Landes Rheinland-Pfalz und des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) i. H. v. insgesamt 2,9 Mio. € für die zukünftige Entwicklung von neuartigen Druckbehältern aus innovativen thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen zur Speicherung und den Transport von Wasserstoff.

Staatssekretär Dr. Denis Alt vom Ministerium für Wissenschaft und Gesundheit in Rheinland-Pfalz, sagte bei der Übergabe des Förderbescheids: „Die Landesregierung fördert die Wasserstofftechnologie aus Überzeugung. Sie ist eine Schlüsseltechnologie zur Verringerung der CO2-Emissionen: Die Weiterentwicklung der Wasserstoffspeichertechnologie durch die Nutzung von Faserverbundwerkstoffen im Rahmen des IVW-Projekts stellt einen wichtigen Schritt auf dem Weg zur Klimaneutralität in den Bereichen Verkehr und Industrie dar. Von diesem Projekt werden zugleich wichtige Impulse für die Wissenschaft und die Industrie in Rheinland-Pfalz und bundesweit ausgehen. Damit zeigt sich wieder einmal, wie wichtig und leistungsstark die Forschung des IVW nicht nur für die Region, sondern für unsere Gesellschaft ist.“

Professor Ulf Breuer, Wissenschaftlicher Leiter des Leibniz-Institutes für Verbundwerkstoffe ergänzte: „Mit den Mitteln dieses Förderprojektes werden wir nicht nur fortschrittliche Strukturen für Wasserstoffspeicherung und Wasserstofftransport entwickeln, sondern konsequenterweise auch in die notwendigen Anlagen und Prüfeinrichtungen investieren können, die die effiziente Auslegung und Fertigung ermöglichen. Das wird uns, unsere Partner und unsere Industriekunden ganz entscheidende Schritte voranbringen.“

Bisherige Wasserstoffspeicher aus Metall sind für zukünftige mobile Anwendungen zu schwer und die bis dato verfügbaren Leichtbaulösungen nicht ausreichend großserienfähig. Daher wird am IVW im Rahmen des Projektes „Infrastrukturentwicklung für thermoplastische Faserverbund-Druckbehälter für die Wasserstoffspeicherung und Wasserstofftransport (TPC-H2-Storage)“ künftig das grundlegende Wissen und die geeignete Infrastruktur für eine effiziente, großserientaugliche Fertigung von Wasserstoffspeichern- und -transportsystemen auf Basis von besonders umweltfreundlichen und rezyklierbaren thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen entwickelt.