MAI Carbon - Potential von CFK-Werkstoffen nutzen

Faserverbundkunststoffe ermöglichen Leichtbauweisen, die mit metallischen Werkstoffen nicht realisiert werden können. MAI Carbon hat den „Formel-1“-Werkstoff, die mit hochfesten Kohlenstofffasern verstärkten Kunststoffe, massentauglich gemacht.

Wenn Kunststoffmaterialien mit Kohlenstofffasern verstärkt werden, entsteht ein Verbundwerkstoff, der extrem leicht und zugleich sehr belastbar ist: kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK). Mit seinen besonderen Eigenschaften glänzt CFK dort, wo andere Werkstoffe an ihre Grenzen stoßen, wie z. B. im Automobilsport oder in der Luft- und Raumfahrt. Im Automobilbau oder auch im Maschinen- und Anlagenbau fristet der Leichtbau-Star allerdings noch ein Nischendasein in Form von Einzelanfertigungen oder Kleinserien. Denn die Konstruktion von CFK-Bauteilen ist komplex und die Herstellung von Bauteilen ist kompliziert und kostenintensiv. Preiswertere Glasfasern dominieren deshalb den Massenmarkt der Faserverbundkunststoffe (FVK). Das galt zumindest in der Vergangenheit.

Das enorme Potenzial der CFK-Werkstoffe auch für die Massenproduktion nutzbar zu machen und dabei Deutschland eine Vorreiterrolle zu sichern – das war und ist das Ziel des Spitzenclusters MAI Carbon, dessen Zentrum das Städtedreieck München-Augsburg-Ingolstadt darstellt. Zahlreiche Innovationen entlang der gesamten Wertschöpfungskette kohlenstofffaserverstärkter Kunststoffe haben die über 120 Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft bereits entwickelt.

Die Clusterpartner haben dabei beeindruckende Erfolge erzielt, unter anderem rund 500 Patentanmeldungen. Insbesondere ist es gelungen die Zykluszeiten deutlich zu reduzieren. So können Bauteile heute im Minutentakt hergestellt werden. Gleichzeitig sind die Produktionskosten deutlich gesunken. So dass das Material inzwischen beim Preis konkurrenzfähig zu Aluminium ist. Auch Fragen zum Recycling sind geklärt worden.

Alle 36 MAI Carbon-Projekte lieferten einen Beitrag zu dem strategisch übergeordneten Ziel der Kostensenkung für CFK-Werkstoffe. Ein CFK-Bauteilpreis von unter 18 Euro je Kilogramm in einer industriellen Serienapplikation gilt inzwischen als erreichbar. Mit der Sonderausstellung „Harter Stoff: Carbon – das Material der Zukunft“, die von Mai 2014 bis November 2016 zunächst im Deutschen Museum München und Bonn sowie später im Textil- und Industrie Museum Augsburg gezeigt wurde, konnte der Spitzencluster mehr als 300.000 Besucher über das Multitalent aufklären. Teile der Ausstellung sind inzwischen im österreichischen Wels zu betrachten und informieren so weiterhin die Öffentlichkeit über die Potentiale des Werkstoffes.

Und es geht weiter. Im Rahmen des Campus Carbon 4.0 kann der Cluster die technologischen Entwicklungen weiter vorantreiben. Sieben Verbundprojekte wurden bereits gestartet. Daneben treibt der Cluster auch seine Internationalisierung voran. Es wurden z. B. Kooperationen mit Netzwerken in den USA, Südkorea und Norwegen etabliert. So schafft es MAI Carbon die Erfolge seiner Partner international sichtbar zu machen und neue Märkte zu erschließen.

Autorenschaft: Dieter Beste, Thomas Corrinth, Dr. Elena Winter im Auftrag des BMBF, aktualisiert durch den Spitzencluster.