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Carbonfaserkomponenten

Carbonfaserkomponenten machen innovative Produkte stärker und leichter


Viele Hersteller fragen sich, wie sie das Gewicht ihrer Produkte senken können. Deshalb ersetzen Carbonfaserkomponenten regelmäßig Teile im Maschinenbau, in der Automobilindustrie und in der Luft- und Raumfahrt. Refitech Composites hat die Erfahrung, die beste Lösung zu entwickeln und diese in die Serienproduktion umzusetzen.

Immer häufiger werden in der Industrie Verbundwerkstoffe eingesetzt. Der Spezialist Refitech Composites bringt Komponenten aus Carbonfasern in die Serienproduktion, sagt Vertriebsleiter Bas Nijpels. „Zusammen mit dem Kunden untersuchen wir die Machbarkeit, entwickeln die optimale Lösung und bringen die Verbundteile in die Serienproduktion.“

Es ist logisch, dass in der Industrie verstärkt mit nach Anwendungen von Verbundwerkstoffen wie Carbonfaserkomponenten gesucht wird, sagt er. „In vielen Bereichen werden neue Werkstoffe gesucht, weil die Bauteile leichter sein und die Maschinen gleichzeitig besser und wirtschaftlicher arbeiten müssen.“

Wenn Carbonfaserkomponenten wirtschaftlicher sind als andere Materialien

Wenn eine Anfrage eingeht, prüft Nijpels zusammen mit dem Kunden die Umsetzbarkeit der Anfrage. „Erkennen wir das Potenzial, ist es sinnvoll? Was ist die beste Lösung?“ Bei Refitech gilt die Faustregel, dass mindestens drei Vorteile von Carbonfasern zutreffen müssen. „Denken Sie an Gewichtsreduzierung, Steifigkeit und Vermeidung von Metallermüdung.“

Zu diesem Ergebnis müssen Refitech und der Kunde zunächst einmal gemeinsam kommen. „Komponenten aus Carbonfasern sind zunächst teurer, was vor allem an den teuren Rohstoffen, den Lohnkosten und der Konstruktion der Form liegt.“ Nijpels verweist danach aber auf den integralen Selbstkostenpreis. „Wenn Ihre Maschine durch den Einsatz von Carbonfasern besser funktioniert und seltener ausfällt, spart das Reparaturkosten und erhöht die Produktionsleistung. Man muss also die Gesamtkosten berechnen und oft erweisen sich Carbonfasern als die günstigste Alternative.“

Entwicklung zusammen mit der Medizintechnikindustrie

Refitech erarbeitet dann, wie dies in die Serienproduktion übertragen werden kann. Als Beispiel nennt Nijpels die Teile, die das Unternehmen für die medizintechnischen Maschinen von Fresenius herstellt. „Dabei handelt es sich um Teile für ihr Greifersystem für medizinische Einwegartikel.“

Innovativ: Blindenstock aus Carbonfasern. Bild: Whitecane

Die Niederländer arbeiten nicht nur für große Konzerne. Für das Unternehmen Whitecane hat Refitech einen Blindenstock aus Carbonfasern entwickelt, für den das Medizin-Startup aus Duderstadt einen speziellen Klappmechanismus entwickelt hat. „Einen herkömmlichen Blindenstock rammt man sich schnell einmal in den Bauch, wenn man unerwartet gegen ein Hindernis stößt. Mit dieser Erfindung federt der Stock, was blinden und sehbehinderten Menschen viele Wunden und Narben erspart.“

Whitecane

Refitech arbeitet bei Whitecane mit seinem deutschen Partner CG Tec aus Bayern zusammen. „CG Tec hat selbst an dem Stock mitgearbeitet. Refitech hat den 3D-geformten Griff hergestellt. Wir haben auch die Umstellung auf die Serienproduktion vorgenommen, damit er bezahlbar bleibt.“ Die Zusammenarbeit und Entwicklung zu dritt macht Lust auf mehr. „Grenzüberschreitende Innovationen haben Zukunft.“

Klappschlittschuh sorgt für den Durchbruch

Refitech Composites kann auf langjährige Erfahrung zurückblicken. Das Unternehmen wurde von ehemaligen Mitarbeitern des bekannten niederländischen Konzerns DSM gegründet. „Am Standort Waalwijk werden viele Bindemittel und Harze hergestellt. 1989 schloss DSM die Abteilung für komplette Produkte und daraus entstand Refitech, um sich auf die Herstellung von Komponenten und Teilen aus Carbonfasern zu konzentrieren.“

So begann Refitech in einer Garage mit zwei Mitarbeitern. Der große Durchbruch kam schnell mit einer Bestellung des Schlittschuhherstellers Viking, als dieser den Klappschlittschuh erfand. „Mit dem Klappschlittschuh konnten Spitzeneisschnellläufer Weltrekorde brechen. Um den Schlittschuh noch leichter und steifer zu machen, konnten wir die Fußform aus Carbonfaser in Serienproduktion herstellen.“

Digitalisierung lässt Grenzen verschwimmen

Da die Herstellung von Verbundwerkstoffen ein arbeitsintensiver und schwer zu automatisierender Prozess ist, hat Refitech bereits seit 10 Jahren einen eigenen Produktionsstandort in China für die Großserienproduktion. Das Unternehmen hat auch einen Onlineshop eröffnet, in dem Standardprodukte bestellt werden können. „Nicht jedes Carbonfaserprodukt muss 3D-Maßarbeit sein. Mit Standardprodukten können wir viele Herstellern auf leicht zugängliche Weise mit Lösungen aus Carbonfasern bekannt machen.“

Obwohl Refitech für nahezu alle Branchen offen ist, liegt der Schwerpunkt auf Agrartechnik, Maschinenbau, Automobilbau, unbemannten Luftfahrzeugen (UAVs, Drohnen) sowie Luft- und Raumfahrt & Verteidigung. „In diesen Sektoren haben wir die meiste Erfahrung und das meiste Wissen.“

Zugleich wächst das Interesse aus Deutschland. „Wir sind gerne bereit, über die Grenze zu fahren, um die spezifischen Anforderungen der Kunden einzuschätzen und zu besprechen.“ Neben der Unterstützung von Kunden bei der Maßarbeit mit 3D-Verbundwerkstoffen wird auch die Übertragung in die Serienproduktion und auf Lieferkettenvereinbarungen geschätzt. „Wir stellen fest, dass nur wenige Anbieter in der Lage sind, die serienmäßige Produktion anhand der Spezifikationen und innerhalb der richtigen Lieferkette zu liefern.“

Neben dieser direkten Kundenansprache arbeitet Refitech auch mit Partnern wie der CG-Tec aus Spalt zusammen. „Wir ergänzen uns in der Verbundtechnologie und versuchen auf diese Art und Weise, bei verschiedenen Projekten zusammenzuarbeiten. Davon profitieren unsere Kunden.“

Gewichtsreduzierung im Mobilitätssektor erfordert den Einsatz von Carbonfasern

Bei der zunehmenden Elektrifizierung der Mobilität spielen Komponenten aus Carbonfasern eine wichtige Rolle. „Wenn Sie wollen, dass die Batterie länger hält, muss das Gesamtgewicht gesenkt werden.“ Als Beispiel nennt er die Produktion von Drohnen. „Hier ist es sehr sinnvoll, Teile aus Carbonfasern für längere Flugzeiten herzustellen.“ 

Das gilt für alle Mobilitätssysteme, die elektrifiziert werden, sagt Nijpels. „Denken Sie an Busse, Züge, Straßenbahnen und Mikromobilität in der Stadt. Überall spielen Gewicht und Steifigkeit eine entscheidende Rolle für die Reichweite. Aber auch Design und Ergonomie werden immer wichtiger.“ „Mit Verbundwerkstoffen ist dies häufig leichter zu erreichen als mit Stahl oder Aluminium. Gerade auf diesen Märkten benötigen die Hersteller Industriepartner, die in der Lage sind, eine gute Serienleistung zu bringen und nach bestimmten Qualitätsprotokollen zu arbeiten. Das können wir bei Refitech sehr gut.“

Auch im Maschinenbau und in der Automatisierungstechnik werden zunehmend Bauteile aus Carbonfasern eingesetzt. „Stahl und Aluminium werden dann Carbon- oder Glasfaserverbundwerkstoffen weichen.“ Ein gutes Beispiel sind Messgeräte oder Kalibrierungswerkzeuge, sagt er. „Wenn man mit unterschiedlichen Temperaturen zu tun hat, müssen die Komponenten thermisch stabil sein. Verbundstoffe aus Carbonfaser haben einen Ausdehnungskoeffizienten von nahezu 0 und sind ansonsten leicht, steif und fest. Dadurch wird in vielen Fällen die Messgenauigkeit verbessert.“

Roboterarm aus Carbonfaser

Aber auch bei Automatisierungs- und Robotiksystemen werden Verbundwerkstoffe immer häufiger für Gehäuse oder Roboterarme eingesetzt. „Hier spielen neben geringem Gewicht, Steifigkeit und Stärke auch Massenträgheit und Ermüdung eine Rolle. Das sind bereits fünf Vorteile, welche die von Stahl oder Aluminium überwiegen.“

Während des Übergangs zu schnelleren, leichteren und sparsameren (CO2-armen) Technologien werden die Grenzen von Aluminium und Stahl erreicht und die Teile werden schneller versagen, so Nijpels. „Komponenten aus Carbonfaser halten besser und länger, weil sie nicht unter Materialermüdung leiden.“

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