AVK、2018年イノベーションアワード受賞者を発表：複合材料の卓越性を表彰

AVKは、繊維強化プラスチック/複合材のドイツ専門協会であり、国内および欧州レベルで生産者と加工者の利益を代表しています。そのサービスには、タスクフォース、セミナー、会議の開催、年次複合材市場レポートを含む市場関連情報の提供があります。

AVKは、ドイツプラスチック加工業界の傘組織（GKV）の4つの国内柱の一つであり、欧州複合材産業協会（EuCIA）のメンバーです。AVKは、カーボンコンポジット e.V.（CCeV）、CFKバレー Stade e.V.（CFK-Valley）、VDMAハイブリッド軽量技術ワーキンググループとともに、Composites Germanyの設立メンバーです。

長年にわたり、AVKは繊維強化プラスチック（FRP）/複合材における特別なイノベーションを表彰し、新製品、プロセス、応用の促進を図ってきました。別の賞は、大学、短期大学、研究所における研究と科学の優れた業績に贈られます。全カテゴリーで「サステナビリティ」が特に重視されています。

2018年AVKイノベーションアワードは、11月5日に第4回国際複合材会議（ICC）で授与され、50件以上の応募から選ばれました。 応募と受賞者の完全なリストはこちら。

2018年AVKイノベーションアワード受賞者

ビュファ・導電性工具用ゲルコート

複合材生産における安全基準を大幅に向上させる導電性工具コーティング。工具が適切に接地されていれば、工具表面から接地点への漏洩抵抗は10^6 Ωです。静電気を安全に放電するには、漏洩抵抗が10^6〜10^9 Ωの範囲内である必要があります。これまでプラスチック工具製作で市場に出回っていた材料は、定義上電気絶縁体（10^12 Ω）であり、部品脱型時に発生する静電気を放電できません。ビュファ・導電性工具用ゲルコートの導電特性は、極微量のカーボンナノチューブ（CNT）を使用することで実現されています。これは、カーボンブラックやグラファイトなどの従来の帯電防止添加剤と比較して決定的な利点をもたらします。

ロボットおよび組立用途向け軽量CFRPグリッパーシステム

アウディAG、CTC GmbH（エアバスカンパニー）、エアバス オペレーションズ GmbH、ヘルムート・シュミット大学ハンブルク製造技術研究所、フォルクスワーゲンAGが、5年間の開発プログラムで炭素繊維複合材製のモジュラー高性能軽量グリッパーシステムを開発しました。このモジュラーコンポーネントキットは、工業化された航空宇宙および自動車の生産・組立システムで使用できます。新しい軽量グリッパーシステムは、現在ドイツ自動車業界で使用されているユーログリッパーツーリング（EGT）システム（様々なアルミニウムまたは鋼プロファイルとコネクタ要素で構成）を補完し、部分的に置き換えます。対照的に、新しい軽量グリッパーシステムには、炭素繊維SMC製コネクタ要素、複雑なプルトルージョンCFRPプロファイル、より小さなフィラメントワインディングCFRPチューブが含まれます。

ディッフェンバッハー・ファイバコン：テープ積層材の効率的なIR放射誘起真空統合（量産対応）

テーラードブランクの統合は、複合材パーツの高い機械的特性を達成するためのプロセスチェーンにおける必要ステップです。ファイバコン統合システムは、ポリマー劣化を最小限に抑えながら、テーラードブランクのポロシティを効率的に除去し、ドライファイバーの含浸も可能です。高温熱可塑性材料もシステムの適応なしで処理できます。その他の利点には、厚み変動のあるテーラードブランクの統合、従来の加熱/冷却プロセスと比較したエネルギー消費削減が含まれます。自動生産ランでは、テーラードブランクを融点付近の高温で脱型できるため、残熱を最終サーモフォーミングプロセスの再加熱電力削減に利用できます（ブランク予熱として機能）。

オルガノグラス：RWTHアーヘン大学繊維技術研究所（ITA）による開発

オルガノグラスは、透明材料分野における新規かつ破壊的な開発であり、平板ガラス繊維と透明マトリックスからなる熱可塑性繊維強化複合材です。低コスト、成形可能、高強度、透明な材料の生産は、既存材料を置き換えるだけでなく、新たな用途を開きます。既存の透明ソリューションと比較して、オルガノグラスは同重量で大幅に高い強度を持ち、自動車、航空宇宙、建設業界での応用で相当な軽量化を可能にします。熱可塑性マトリックスにより再成形と溶接も可能で、透明FRPパネルの量産が可能になり、所望の形状へ成形できます。これにより現行ソリューションに対する大幅なコスト優位性が生まれ、透明材料における軽量化のギャップを埋めます。

新規ハイブリッドヤーン：紡糸プロセスで全ガラスフィラメントをコーティングしガラス熱可塑性繊維を製造

RWTHアーヘン大学ITAとパーダーボルン大学ハイブリッドシステム軽量設計研究所（ILH）が、ガラス繊維/熱可塑性複合材を製造する新規プロセスを開発しました。連続繊維強化熱可塑性複合材（TPC）は、ガラス繊維テキスタイルを熱可塑性フィルムで含浸させて作られることが多いですが、このプロセスでは全てのガラスフィラメントがマトリックスプラスチックと結合するわけではありません。その結果、TPCの軽量ポテンシャルが十分に発揮されていません。ITAとILHが選択した新しいアプローチでは、繊維製造プロセス中にガラス繊維を熱可塑性（TP）マトリックス材料で直接コーティングします。これにより、繊維の全フィラメントが個別にコーティングされ、柔軟なヤーン特性が維持されます。もう一つの利点は、マトリックスプラスチックが最終位置からわずか数μmしか離れていないのに対し、現在の最先端ではTPマトリックスが数ミリ流動する必要があることです。

SAERTEX LEO：ドイツ鉄道ICE列車66編成の床材に採用

SAERTEX LEOは、鉄道車両用途向けに高性能防火保護を提供する最適化されたノンクリンプファブリック（NCF）システムです。パートナーのSMTモンタージュテクニクとアラン・ハーパー・コンポジッツとともに、SAERTEXは製品を開発し、ドイツ鉄道のICE 3列車66両の床パネルを合板パネルからLEO複合材パネルへ更新することに成功しました。SAERTEX LEOは、軽量構造への高いポテンシャル、高い荷重能力、無毒・ハロゲンフリー材料を提供します。SAERTEX LEOシステムは、新しい欧州防火安全規格EN 45545-2を満たします。さらに、SAERTEX LEOシステムの導入と使用は、建設と使用による列車の環境影響を低減します。

モジュラー設計の高性能複合材ラジアルインペラ

ドレスデン工科大学軽量構造・プラスチック技術研究所（ILK）により開発された、金属部品と繊維強化複合材構造の組み合わせによるハイブリッド設計の革新は、遠心ファンにおいて、従来ソリューションと比較して出力密度、堅牢性、寿命、統合度において相当な利点を提供します。将来的には、これらにより少量生産でも最大周速と経済的生産が可能になります。AiF空気・乾燥技術研究協会（FLT）の研究プロジェクト「軽量ラジアルインペラ」（LeRala）で、ラジアルインペラの簡素化されたモジュラー炭素繊維強化複合材/金属設計が開発され、最大回転負荷下での構造的・破壊挙動に関する情報が初期負荷試験で生成されました。簡素化機能モデルで、周速543 m/s（回転数10,266 rpm）がすでに達成されています。このような高周速は金属インペラでは達成困難です。

初回成功：ドレープシミュレーションを用いた効率的プロセス開発

フォイト コンポジッツは、アウディA8のCFRPリアウォールをシリーズ生産（年間最大65,000個）しています。この高荷重構造部品は、フォイト ドライ ダイレクト ファイバープレイスメント プロセス（フォイト ロービング アプリケーター、VRA）で製造されます。開発段階で、成形シミュレーションの数値手法が開発され、有限要素（FE）ソルバー Abaqus/Explicit で使用されています。この新しいシミュレーション手法により、A8 CFRPリアウォールの全19個別層におけるシワ、ブリッジング、ギャップなどの特徴を持つ領域を正確に検出し、様々なプロセス概念とプラントパラメータをバーチャルレベルでテスト・定量化できます。材料特性評価と試験に基づくキャリブレーションと検証を経て、A8リアウォールのプロセス開発における産業適用可能な成熟度が達成されました。調達プロセスでも、ドレープシミュレーションを用いて設計・建設された成形プラントの立ち上げでも、プロセスシーケンスやシミュレーションツールの後続調整は不要でした。シミュレーション駆動プロセス開発手法の有用性は、定性的評価だけでなく、何より高性能・工業化された複合材構造製造の開発段階と量産段階における成形プロセスの定量的設計への「初回成功」アプローチとして実証されました。