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CarbonTT – Leicht.Nachhaltig.Effizient

Wir machen Fahrzeuge leichter.
Damit Sie mehr Nutzlast transportieren können.
Und weniger Kraftstoff verbrauchen.

 

Wir sind ein junges, wachsendes Team von Ingenieuren aus den Bereichen Flugzeugbau, Automotive und Produktion.

ctt jungs

Unser Schwerpunkt liegt in der Entwicklung und wirtschaftlichen Serienproduktion tragender Bauteile aus carbonfaserverstärktem Kunststoff für leichte Nutzfahrzeuge. Mit dem Ziel, die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen und gleichzeitig Ressourcen zu schonen.

Dabei steht der Kundenbedarf für uns im Vordergrund. Auf dessen Basis erarbeiten wir intelligente Lösungen – schnell, praktisch und günstig. Wir entwickeln, fertigen und validieren Bauteile, Herstellungs- und Fügeprozesse. 

Unternehmenssitz ist im CFK Valley in Stade, wo sich im Umfeld von Airbus viele innovative Firmen mit Leichtbau-Knowhow angesiedelt haben.

 

 

Das Rohmaterial: CFK

CFK = Carbonfaserkunststoff bzw. Carbonfaser-verstärkter Kunststoff

 

  • Ein CFK Bauteil ist bei gleicher Festigkeit 50-70% leichter als Stahl und 30% leichter als Aluminium.
  • Die Bauteil-Eigenschaften lassen sich durch Ausrichtung der Fasern steuern. Steifigkeit und Festigkeit können je Lastverlauf optimiert werden.
  • CFK-Bauteile rosten nicht und können im Crash-Fall viel Energie aufnehmen.
  • Im Gegensatz zu isotropen Werkstoffen (z.B. Metalle) hat bei CFK die Verarbeitung entscheidenden Anteil am späteren Bauteilverhalten.

 

Eine Carbonfaser ist etwa 10mal dünner als ein menschliches Haar; bis zu 50.000 werden zu Bündeln („Rovings“) gefasst. Carbonfasern werden meist in Form von Gelegen oder Geweben verarbeitet, aber auch als Rovings oder Tapes.  Carbonfasern herzustellen ist sehr aufwendig. 1kg Carbonfasern kostet ca. €25,00; 1kg hochfester Stahl kostet ca. € 2,00. Man unterscheidet Fasern in endlos, kurz (wenige cm) und lang (<5cm). Hoch-beanspruchte Bauteile können meist nur aus Endlos-Fasern gefertigt werden.

CFK Bauteile entstehen durch ein formgebendes Werkzeug, der Tränkung der Fasern (bei der Verarbeitung oder vorab, „pre-preg“), und der Aushärtung unter Temperatur (etwa 0-200°C) und ggf. Druck (bis etwa 10bar).  Als Faser-verstärkende Matrixwerkstoffe („Harze“)  zur Tränkung werden Duromere und Thermoplaste eingesetzt. Duromere sind besonders steif, fest und leicht, aber teuer. Thermoplaste sind schlagfest, schnell zu verarbeiten, und verformbar.

Hybridisierung ist ein Kostenspar-Ansatz, bei dem wenig beanspruchte Bauteilstellen aus günstigeren kurz, lang, oder Glasfasern gefertigt werden. Alternativ werden Teile auch durch Metalle ersetzt.

Neben den hohen Kosten ist das Fügen von CFK Bauteilen eine besondere Herausforderung. Konventionelles Schweißen wie bei Stahl ist nicht möglich, punktuelle Verbindungen durch Schrauben oder Nieten suboptimal. Flächiges Fügen durch Kleben ist sehr fasergerecht, aber bedarf Validierung.

Das Projekt

Zum 1. August 2014 hat die Carbon Truck & Trailer GmbH („CarbonTT“) den Bescheid über die Förderung des Projekts „Prozessentwicklung für CFK-Großbauteile“ erhalten. Das Projekt wird im Rahmen des Niedersächsischen Innovationsförderprogramms vom Niedersächsischen Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr via der NBank anteilig gefördert.

Unterstützende Unternehmen sind das Handelsunternehmen COOP Genossenschaft aus der Schweiz und Volkswagen Nutzfahrzeuge. Zum 1. August 2017 sagte auch die Deutsche Post DHL Group ihre Unterstützung zu, wodurch das Projekt eine weitere Fahrzeug-Plattform auf Elektro-Basis erhielt. 

Ziel aller Beteiligten ist die Entwicklung eines seriennahen Fertigungsprozesses, mit dem große CFK Bauteile wirtschaftlich gefertigt werden können. Einen ersten Meilenstein hat das Projekt bereits im September 2014 erreicht: ein 3,5t Kühltransporter auf Basis eines VW T5 Zugkopfes wurde mit einem CFK Chassis und CFK Kühlkoffer-Aufbau als Machbarkeitsbeweis gefertigt und gemeinsam mit Volkswagen auf der IAA Nutzfahrzeuge präsentiert. Das Fahrzeug bietet seinen Kunden durch den innovativen Leichtbau bis zu 50% mehr Zuladung gegenüber konventionellen Kühltransportern. 

Seit dem ersten Prototypen wurden zunächst die Chassis-, Achs-, Anbindungs- und Fertigungsprozesse komplett überarbeitet, woraus sich eine Kostenreduktion von 74% gegenüber dem ersten Konzept ergab. Die neue Bauweise wurde aufwendig durch Ultraschalluntersuchungen, Hydropuls- und Fahrversuche, sowie Klimakammertests und Materialcharakterisierungen validiert. Das Fahrzeug wurde anschließend auf der IAA Nutzfahrzeuge  2016 vorgestellt und bewies dort den großen Bedarf nach mehr Nutzlast und Effizienz in der 3,5t-Klasse. 

Mit diesen Erfahrungen wurde die Fertigungsweise erneut umgestellt, von einer diskreten Taktung auf ein kontinuierliches Verfahren  - samt neuen Faser- und Harzmaterials, neuer Anbindungen und Fügestellen. Alle Bauteile wurden den geänderten Lastfällen entsprechend neu konstruiert und berechnet, gefertigt und getestet. So konnten die Herstellungskosten nochmals um weitere 50% reduziert werden, so dass Preise auf Augenhöhe zu Stahl erzielt werden können.    

 

Projekt-Förderer

 

 

Projekt-Partner

Und unser besonderer Dank an