Projekt

MAI EM-Shield

Koordinator

Dipl.-Ing. Christian Möbitz (RWTH), Prof. Dr.-Ing. Werner Wiesbeck (KIT) und Prof. Dr.-Ing. Stefan Schlichter (ITA)

Laufzeit

01.01.2019 - 31.12.2020

Projektvolumen

0,55 Mio. €

Projektpartner

RWTH Aachen - Institut für Textiltechnik

Karlsruher Institut für Technologie (KIT) - Institut für Höchstfrequenztechnik und Elektronik

Institut für Textiltechnik Augsburg gGmbH (ITA)

Projektbeirat

Borscheid + Wenig GmbH

CFK Valley Stade Recycling GmbH & Co KG

CTC GmbH

Daimler AG Group Research & MBC Development

GESA Engineering und Apparatesysteme GmbH

Naval Projects UG GmbH

Pill Nassvliestechnik GmbH

PKTEC Pauli & Kayser GmbH

Polyvlies, Franz Beyer GmbH & Co KG

Rheinmetall Waffe & Munition GmbH

Sandler AG

SGL Technologies GmbH

Tenowo Nonwovens GmbH

IVGT - Industrieverband Veredlung - Garne - Gewebe - Technische Textilien e.V.

Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV (e.V.)

Wehrwissenschaftliches Institut für Schutztechnologien - ABC Schutz e.V.

Die globale Nachfrage nach Carbonfasern (CF) wird insbesondere durch die Trends Elektromobilität und Leichtbau angetrieben und steigt bis 2022 jährlich um rund 11 % bis auf 120.000 t/a. Rund 35 % der CF werden in Europa verarbeitet. Durch ca. 40 % Verschnittreste bei der Bauteilherstellung entsteht ein nicht genutztes Potential, das 2022 in Europa ca. 336 Mio €/a beträgt (bei einem CF-Preis von 20 €/kg).

In EMSHIELD wird die elektr. Leitfähigkeit recycelter CF (rCF) für die Schirmung, Reflexion, und Absorption elektromagnetischer Wellen (EM) verwenden. Das Applikationsfeld „EM-Abschirmung“ wird für 2020 weltweit auf rund 5 Mrd. €/a geschätzt bei einem Wachstum von 6 %/a. Die rCF-Schirmungsmaterialien haben eine gute Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Nachhaltigkeit. Die Eignung von rCF zur EM-Schirmung wurde in Vorversuchen an der RWTH nachgewiesen. Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens EMSHIELD sind ein Auslegungstool und ein physikalisches Modell, die durch KMU für die Auslegung von EM-Bauteilen nach Maß verwendet werden können.

Betriebe, insb. innovative KMU, entlang der kompletten Wertschöpfungskette profitieren vom Projekt EMSHIELD. In Deutschland gibt es 160 Vliesstoffproduzenten (davon 130 KMU) mit insgesamt 1.6 Mrd. € Umsatz in 2020. Die Produktion von EM-rCF-Vliesstoffen führt zu einer Umsatzsteigerung i. H. v. 5 % bzw. rund 80 Mio. €/a. Zusätzlich zu den Produzenten EM-funktionalisierter Bauteile profitieren auch die Verarbeiter von CF durch den Verkauf der CF-Verschnitt. Die Nutzung der CF-Verschnittreste und EoL-Fasern zu einem Preis von rund 6 €/kg entspricht in Europa einer Wertschöpfung i. H. v. 156 Mio. €/a in 2022 bzw. 295 Mio. €/a in 2030.

Weitere Applikationsfelder sind Materialien für die gezielte Reflexion von EM-Wellen, z. B. zur Sichtbarmachung von Kindern/Straßenarbeitern für Fahrassistenzsysteme, die diffuse Reflexion von EM-Wellen, z. B. zur Tarnung und die Absorption von EM-Wellen, z. B. zur Erwärmung oder in Krankenhäusern.

Abbildung: Schirmung von EM-Wellen nur mit geschlossener Kontaktierung