Industrielle Composite-Fertigung erhält klarere Konturen

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Diese gegensätzliche Verteilung hat auch der Marktanalyst Ernst & Young im Rahmen einer Branchenstudie für Großbritannien recherchiert. Mit einem Mengenanteil von etwa 3 % halten CFK-Bauteile auf dem britischen „Faserverbundmarkt“ eine Umsatzquote von 60 %. Wie in den USA sind die Luftfahrt- und die Militärtechnik die größten Abnehmer. Die fünf größten Branchenunternehmen haben vor allem Know-how im CFK-Bereich. Dazu kommt der Automobilbereich, der sich „auf der Insel“ bei CFK auf Supersport- und Rennwägen fokussiert und mittelständisch strukturiert ist. Der Glasfaser-Verbundbereich liegt dort überwiegend in den Händen von Kleinunternehmen.

Prepreg-Autoklav-Technik dominiert noch bei Carbonfasern

Mehr als die Hälfte der Carbonfasern wird heute weltweit im Prepreg-Autoklav-Verfahren zu CFK-Bauteilen verarbeitet. In der Luftfahrttechnik kommt das Verfahren bei etwa 90 % der Bauteile zur Anwendung. Es profitiert von Flugzeugprojekten wie der Boeing 787 und dem Airbus A 350 XWB, der in diesem Jahr seinen Jungfernflug haben wird. Auch in der Automobilindustrie steigt der Carbonfaserbedarf, wenn auch auf deutlich niedrigerem Niveau. Das könnte sich jedoch mittelfristig ändern. So wird an der Herstellung von Serienteilen aus CFK fieberhaft gearbeitet, insbesondere in Deutschland.

Ziel ist es, Struktur- und Karosserieteile mit Stückzahlen ab 10.000 in automatisierten Prozessen herzustellen. Zu den Treibern gehören Designeffekte und Gewichtseinsparung. Im Premium- und Sportwagenbereich vergrößern sie bereits die Palette der Leichtbauwerkstoffe in der Automobilindustrie. Auch in der Elektromobilität wird auf CFK gesetzt, insbesondere beim Elektroauto i3 (Megacity Vehicle) von BMW, dessen Markteinführung für Ende dieses Jahres geplant ist. Es hat eine komplette Fahrgastzelle aus CFK. Auf der Messe wird das einmalige Konzept des BMW-Modells mit dem „JEC Europe Innovation Award 2013“ ausgezeichnet.

CFK-Nachfrage in der Automobilindustrie überflügelt bald die der Luftfahrttechnik

Gelingt der Automobilindustrie die Etablierung von CFK bei Serienmodellen, wird dessen Nachfrage erheblich steigen. Nach Aussagen von Marktexperten tritt dieser Fall aufgrund der Modellvielfalt im Premium- und Sportwagenbereich schon bei der Herstellung ausgewählter Serienbauteile ein. Die CFK-Nachfrage in der Automobilindustrie, so heißt es, „überflügle“ dann die der Luftfahrttechnik.

Was die Carbonfasermenge angeht, wird sich damit auch die Bedeutung der Verarbeitungsverfahren verändern. So setzt die Automobilindustrie auf Flüssigimprägnierverfahren wie RTM, das bei der Herstellung duroplastischer CFK-Bauteile kürzere Zykluszeiten und eine höhere Wirtschaftlichkeit verspricht.

Im Gegensatz zum Prepreg-Autoklav-Verfahren entfällt heute auf RTM-Bauteile weltweit ein Carbonfaseranteil von erst 5 %. Der Anstieg des Carbonfaseranteils für RTM-Prozesse in der Automobilindustrie ist jedoch überdurchschnittlich hoch. Das könnte sich bei einer Erweiterung der Werkstoffplalette um thermoplastisches CFK langfristig fortsetzen. Die thermoplastische Matrix bringt nämlich klassische Großserienprozesse wie das Spritzgießen ins Spiel. Kombiniert mit einem Umformprozess werden bereits Serienteile aus CFK-Zuschnitten (Organobleche) mit angespritzten Funktionselementen hergestellt.

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