Carbon in Mobility

Fahren, fliegen, gleiten, segeln – Mobilität ist Bewegung. Etwas zu bewegen, heißt, es zu verändern. Carbon birgt das Potenzial für die Mobilität von morgen. Wir bringen es zur Entfaltung.

Ob per Auto, Flugzeug oder Schiff – Mobilität bringt uns die Welt ein Stück weit näher und verändert unseren Alltag. Einerseits. Andererseits stellt sie uns vor neue Herausforderungen: Fortbewegung muss in Zukunft noch effizienter, noch nachhaltiger werden. Zu ihren Aufgaben gehören auch die Schonung der natürlichen Ressourcen und die Reduktion der CO2-Emissionen.

Gemeinsam mit Kunden und Partnern entwickelt die SGL Group zukunftsfähige Mobilität. Für überzeugende Lösungen gehen wir konsequent neue Wege und wagen uns sogar auf bisher unbekanntes Terrain. Das funktioniert, weil wir unsere Stärken kennen. Und weil wir die Stärken von Carbon kennen. Auf diesem sicheren Grund stehen wir stabil – und ergreifen vorhandene Chancen, ziehen Möglichkeiten in Erwägung und entwickeln kreative Lösungen für die Industrie.

Leichter als Aluminium. Fest wie Stahl. Ein Werkstoff revolutioniert das Automobil.

In der Formel 1 führt an Carbon schon lange kein Weg mehr vorbei. Bis auf wenige Teile bestehen die Rennwagen vollständig aus Carbonfasern. Das hat gute Gründe: Kein Werkstoff ist leichter, stabiler und schützt den Fahrer zuverlässiger bei einem Crash. Mit dem Elektroantrieb gewinnt Carbon auch für die Serienfertigung an Bedeutung.
Die emissionsfreie Mobilität erfordert leichtere Fahrzeuge, die jedoch gleichzeitig den hohen Anforderungen an Sicherheit gerecht werden müssen.

Von der Faser bis zum fertigen Bauteil

Carbonfaser-Verbundwerkstoffe

0% leichter als Aluminium 0% leichter als Stahl

Die Batteriesysteme der Zukunft

Das Herzstück eines Elektroautos ist sein Energiespeicher, der Akku. Von seiner Leistung
hängt ab, wie weit das Auto mit einer Ladung fahren kann und wie viel es kostet.
Lithium-Ionen-Batterien liefern die Energie für den Antrieb der Zukunft;
sie bringen das größte Potenzial für die E-Mobilität mit.

Die SGL Group ist nicht nur einer der großen Produzenten von
Graphit-Anodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien, sie treibt auch
deren 
Weiterentwicklung voran. Gemeinsam mit Partnern aus
Wissenschaft und Industrie verbessern wir die Leistungsfähigkeit
der Batteriezellen. Und stärken im Kompetenznetzwerk Lithium-Ionen
Batterien die Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands in dieser
Schlüsseltechnologie.

Für grössere Reichweiten arbeitet die Automobilindustrie an 
Brennstoffzellen-Konzepten. Die SGL Group unterstützt diese Konzepte
durch kohlenstoffaserbasierende Gasdiffusionlagen.

SGL Automotive Carbon Fibers – Leichtbau für
E-Mobilität

Die BMW Group plant ab 2013 die Serienproduktion des BMW i3, eines elektrisch angetriebenen Leichtbaufahrzeugs. Die neuartige Fahrgastzelle des BMW i3 besteht zu 100 Prozent aus carbonfaserverstärktem Kunststoff. Das bedeutet weniger Gewicht, eine größere Reichweite und mehr Sicherheit. Es ist das erste Mal in der Geschichte des Automobils, dass carbonfaserverstärkter Kunststoff in diesem Maßstab serienmäßig in einem Fahrzeug eingesetzt wird.

Das Joint Venture SGL Automotive Carbon Fibers entwickelt und fertigt die Vorprodukte für die BMW i-Serie.

Für die Produktion von Carbonfasern für die i-Serie von BMW haben wir ein neues Werk gebaut. Sein Standort: Moses Lake im US Bundesstaat Washington. Auch hier liegt der Fokus von Anfang an auf nachhaltigem Wachstum – die Energie für die gesamte Faserproduktion wird aus reiner Wasserkraft gewonnen.

Moses Lake, USA – Das Ausgangsmaterial, ein sogenannter Precursor auf Kunststofffaserbasis, ist hoch empfindlich und brennbar. In langen Bahnen laufen die feinen Fäden durch Öfen mit Temperaturen von bis zu 1.400 Grad Celsius. Dabei verändert sich die Farbe der Faser von Weiß bis zum charakteristischen Schwarz. Mit der Farbe ändern sich auch die Eigenschaften: Aus dem empfindlichen Ausgangsmaterial wird die extrem belastbare, gegen Hitze beständige Carbonfaser, aus 95% reinem Kohlenstoff.

Wackersdorf, Deutschland – Auf Spulen gewickelt, kommt die Carbonfaser im zweiten Werk des Joint Ventures an. Hier werden die schwarzen Fasern in unterschiedlicher Ausrichtung übereinandergelegt und zu Carbonfaser-Gelegen vernäht. Auf Rollen gewickelt, schicken wir die fertigen Gelege zu den BMW Werken Landshut und Leipzig, wo sie zu Bauteilen für die BMW i Modelle verarbeitet werden. Das trockene Verschnittmaterial aus Landshut und Leipzig wird zurück zum Recyceln nach Wackersdorf transportiert. Das recycelte Material wird dann wieder in den BMW i Modellen verbaut, z.B. im Dach oder der Hintersitzschale.

Das Joint Venture SGL Automotive Carbon Fibers zwischen der SGL Group und BMW Group verbindet die Stärken beider Unternehmen und macht es dadurch möglich, mit einem nachhaltigen Premiumfahrzeug in Serienproduktion zu gehen. Schon bald wird dieses erste elektrisch angetriebene Automobil mit einer Fahrgastzelle aus Carbon die Straßen der Städte erobern.

Benteler SGL – Leichtbau nimmt Fahrt auf

Leichtbaustrukturen aus Carbonfasern helfen, den Kraftstoffverbrauch von Fahrzeugen zu verringern. Diese Bauteile sind jedoch nicht nur besonders leicht, sie bieten noch weitere Vorteile, die sie für den Automobilbau interessant machen. Dazu gehört auch ihre hohe Crash Performance: Kein anderes Material absorbiert die Energie bei einem Aufprall so gut wie Carbon.

Benteler-SGL fertigt Leichtbauteile aus carbonfaserverstärktem Kunststoff speziell für den Automobilbau. Mit Blick auf die Bereiche Sicherheit und Emissionsreduzierung entwickelt das in Paderborn ansässige Unternehmen vor allen Dingen Strukturbauteile, wie B-Säulen, Blattfedern oder Stoßfänger.

Im Joint Venture bündeln sich die Materialkompetenz der SGL Group und die automobile Erfahrung von Benteler. Diese Verbindung ermöglicht auf Kunden zugeschnittene Lösungen – von der Konstruktion der Bauteile bis zur Optimierung ihrer Fertigungsprozesse für die Serienproduktion.

Das neue Produktionswerk der Benteler-SGL GmbH wurde im Oktober 2012 in Ort im Innkreis/Österreich feierlich eingeweiht. Ab Mitte 2013 sollen in dem 45.000 m² großen, hochmodernen Standort erstmals Composite-Bauteile in Serienfertigung hergestellt werden. Insgesamt investiert Benteler-SGL ca. 36 Mio. Euro.

Komplexe Verbundwerkstoff-Strukturen

In 10.000 Meter Höhe wirken große Kräfte auf ein Flugzeug. Material und Konstruktion müssen enormen Belastungen standhalten und gleichzeitig möglichst leicht sein. Mit ihren besonderen Eigenschaften hat die Carbonfaser schon seit den 1960er-Jahren einen festen Platz in der Luft- und Raumfahrt – lange, bevor sie auch für andere Anwendungen zum Material der Wahl wurde.

 

Entwicklung hochfester Carbonfasern für die Luftfahrt

Wie verändern Zugkraft, Temperatur und Geschwindigkeit die Qualität einer Faser? Um die entscheidenden Details des Produktionsprozesses von Carbonfasern genau zu verstehen, betreiben wir am Standort Meitingen eine weltweit einzigartige Carbonfaser-Pilotanlage.

Auf dieser Anlage fahren unsere Forscher und Techniker unterschiedliche Produktionsszenarien und gewinnen so präzise Daten über maßgeschneiderte Eigenschaften neuer Carbonfasern. Diese Erkenntnisse übertragen wir dann auf unsere Großanlagen und stellen genau die Faser her, die am besten für die Anwendungen unserer Kunden geeignet ist.

Die neue Anlage ist Kernbestandteil des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) geförderten Projektes „AirCarbon“, in dessen Rahmen Industriepartner unter Federführung der SGL Group erstmals in Europa hochfeste Carbonfasern für den Einsatz in der Luftfahrt entwickeln.

Leichtbau für Boote und Yachten

Vor einem halben Jahrhundert hat die Einführung von glasfaserverstärktem Kunststoff den Yachtbau revolutioniert. Seit einiger Zeit wird mit der Einführung von Carbonfaser-Materialien ein mindestens ebenso großer Schritt nach vorn getan. Rümpfe und Masten auf Carbonbasis sind erheblich leichter und dennoch belastbarer. Yachten können somit schneller und mit geringerem Kraftaufwand gesegelt werden.

Die SGL Group verfügt über umfassendes Know-how im Bereich der Carbonfaser-Werkstoffe und bietet mit Carbonfasern, Geweben, Multiaxial-Gelegen und Prepregs die gesamte Palette der im Yacht- und Bootsbau benötigten Carbon-Materialien.

Ein Solarkatamaran aus Carbonfasern

Allein mit der Kraft der Sonne einmal um die ganze Welt reisen – das klingt nach einem Abenteuer wie in den Romanen des Jules Verne. Der Schweizer Raphaël Domjan hat diese Idee in die Tat umgesetzt: mit der „MS-Tûranor- PlanetSolar“, dem größten Solarschiff, das jemals gebaut wurde. 584 Tage, 23 Stunden und 31 Minuten dauerte die erste Weltumrundung mit Solarstrom. Sie hat gezeigt, was schon heute mit erneuerbaren Energien möglich ist.

Das gesamte Deck des 31 Meter langen, futuristischen Katamarans besteht aus Solarmodulen. Im ausgefahrenen Zustand misst die Kollektorfläche 537 Quadratmeter – etwa so viel wie zwei Tennisplätze. Die vier Elektro-motoren der „MS-Tûranor-PlanetSolar“ werden ausschließlich mit Sonnenenergie betrieben. Und für die Fahrt bei Nacht speichern riesige Lithium-Ionen- Batterien im Inneren des Schiffes die eingefangene Energie.

Leicht, effizient, widerstandsfähig – für die besonderen Anforderungen dieses Projektes kam nur ein Material infrage: Der Schiffskörper des Katamarans ist nahezu komplett aus carbonfaserverstärktem Kunststoff gefertigt. Gebaut wurde er in einer Kieler Werft mit Materialien der SGL Group: Uni- und bidirektionale Carbonfaser-Gelege sowie -Gewebe sorgen für maximale Stabilität und Leichtigkeit.