Auf der AVK-Jahrestagung Anfang Oktober in Düsseldorf berichtete Dr. Hans-Wolfgang Schröder, Geschäftsführer des Carbon Composites e.V. (CCeV), über dessen Marktbericht zum Thema Carbonfasern und Faserverbundmaterialien. "Der globale CFK-Markt" heißt die Studie, und dieser Markt soll in den nächsten Jahren um 13 bis 17 % wachsen.
Der Bedarf an Carbonfasern (CF) lag, so der Bericht, 2011 bei 37.000 t und übertraf damit geringfügig die Prognosen aus dem Jahr 2010. Für das Jahr 2012 wird ein Bedarf von rund 42.000 t prognostiziert, für das Jahr 2014 sogar ca. 73.000 t. Diese Prognosen werden durch die Absichtserklärungen zahlreicher Composite-Hersteller untermauert. Rund 29% der Kapazitäten zur Carbonfaserproduktion finden sich in den USA. Europa und Japan repräsentieren zusammen 50% der Weltkapazität zur CF-Herstellung. China hat einen Anteil von rund 8%, mit steigender Tendenz.
Aus über 98 % der produzierten Menge von Carbonfasern werden Verbundmaterialien hergestellt, und davon wiederum zu 95% carbonfaserverstärkter Kunststoff (CFK). Der Rest wird für Verbundwerkstoffe mit Matrices auf der Basis von Kohlenstoff, Keramik oder Metall eingesetzt. Diese Werkstoffe werden für spezielle Gebiete, wie z. B. die Herstellung von Bremsen in Flug- oder Fahrzeugen, benötigt.
Der größte Anteil (23%) an CFK wird für Rotorblätter in Windkraftanlagen verwendet. Im Segment Luft- und Raumfahrt (zusammen 16%) dominiert der Flugzeugbau mit ca. 11%, von denen wiederum ca. 8% auf die zivile Luftfahrt entfallen. Im Bereich Sport und Freizeit (ebenfalls 16%) kommt CFK hauptsächlich bei Golf- und Tennisschlägern, Fahrrädern sowie Angelruten zum Einsatz (12%). Im Bauwesen schlägt der CFK-Einsatz 2011 mit 6% zu Buche. Die 2011 im Bau eingesetzten CFK-Mengen wurden zu 44 % zur Betonverstärkung verwendet. 37% fanden ihren Einsatz in der Brücken- und Tunnelsanierung, 10% in Neubauten und 9% in anderen Baugewerken.
Derzeit erscheint der Einsatz von CFK im Automobilbau mit 6% relativ niedrig, heißt es in der Markteinschätzung des CCeV. Mit dem Markteintritt von BMW (Megacity-Vehicle) und der fortschreitenden Möglichkeit, CFK-Bauteile in Serie zu fertigen, sind die Wachstumsraten in diesem Bereich weitaus höher als in anderen Branchen. Bei den Druckbehältern (gesamt 6%) wird CFK zu 3% für Erdgasdruckbehälter (CNG) verwendet. Diese kommen überwiegend in Kraftfahrzeugen zum Einsatz. Die restlichen 3% werden zu anderen Speichern verarbeitet.
Der Marktbericht des CCeV kommt zu einem positiven Fazit, was die Wachstumschancen der jungen Branche angeht. "Analysten schätzen den CFK-Markt als solide und vor allem als einen Markt mit hohem Wachstumspotential ein", so Bernhard Jahn, Autor des Berichts. Man geht von mindestens 13% jährlichem Wachstum aus, das zum einen auf steigende Ordereingänge bei der Luftfahrtindustrie, zum anderen auf die Automobilindustrie als einen der größten Treiber des CFK-Marktes zurückzuführen ist. Ausgehend von einem Verbrauch von ca. 2.000 t CFK für 2010 rechnen konservative Analysten hier mit einer Steigerung von 15% jährlich. Je nach dem Erfolg der angekündigten Elektrofahrzeuge kann es ab 2013 aber auch zu deutlich höheren Steigerungsraten kommen.
Bei optimalem CFK-gerechten Design der Bauteile kann mit diesem Werkstoff gegenüber Stahl eine Gewichtsreduzierung von bis zu 70 % und gegenüber Aluminium von bis zu 30 % realisiert werden. Diese Zahlen müssen allerdings ins Verhältnis gesetzt werden zu den Kosten für in Fahrzeugen verbautes CFK: Sie betragen derzeit rund ca. 70 €/kg. Demgegenüber liegen die Kosten für Stahl bei 3 €/kg, für hochfesten Stahl bei ca. 6 €/kg, und für Aluminium bei 7 €/kg.
Der Wille und auch die Notwendigkeit, sich im Automobilbau intensiv mit CFK-Werkstoffen auseinander zu setzen, ist an den zahlreichen Kooperationen und Joint Ventures namhafter Automobilhersteller (Audi, BMW, Daimler, Toyota und VW) mit der CF-Industrie zu erkennen. Das Preis-/Leistungsverhältnis wird nun entscheiden, welche Werkstoffe oder auch Werkstoffkombinationen sich in welchen Anwendungsbereichen durchsetzen.
"Spürbare ökologische und ökonomische Effekte können nur dann erzielt werden, wenn die Leichtbauweise auch in großem Umfang zur Anwendung gelangt", so Bernhard Jahn: "Hierzu sind eine großserientaugliche Produktion von CFK-Bauteilen und die damit einhergehende Automatisierung bei der Herstellung zwingend erforderlich." Der CCeV arbeitet in seinen Arbeitsgruppen und Abteilungen genau an diesem Thema.
Der gesamte Marktbericht ist auf der CCeV-Website (www.carbon-composites.eu) unter "Leistungsspektrum" abzurufen.
Der Bedarf an Carbonfasern (CF) lag, so der Bericht, 2011 bei 37.000 t und übertraf damit geringfügig die Prognosen aus dem Jahr 2010. Für das Jahr 2012 wird ein Bedarf von rund 42.000 t prognostiziert, für das Jahr 2014 sogar ca. 73.000 t. Diese Prognosen werden durch die Absichtserklärungen zahlreicher Composite-Hersteller untermauert. Rund 29% der Kapazitäten zur Carbonfaserproduktion finden sich in den USA. Europa und Japan repräsentieren zusammen 50% der Weltkapazität zur CF-Herstellung. China hat einen Anteil von rund 8%, mit steigender Tendenz.
Aus über 98 % der produzierten Menge von Carbonfasern werden Verbundmaterialien hergestellt, und davon wiederum zu 95% carbonfaserverstärkter Kunststoff (CFK). Der Rest wird für Verbundwerkstoffe mit Matrices auf der Basis von Kohlenstoff, Keramik oder Metall eingesetzt. Diese Werkstoffe werden für spezielle Gebiete, wie z. B. die Herstellung von Bremsen in Flug- oder Fahrzeugen, benötigt.
Der größte Anteil (23%) an CFK wird für Rotorblätter in Windkraftanlagen verwendet. Im Segment Luft- und Raumfahrt (zusammen 16%) dominiert der Flugzeugbau mit ca. 11%, von denen wiederum ca. 8% auf die zivile Luftfahrt entfallen. Im Bereich Sport und Freizeit (ebenfalls 16%) kommt CFK hauptsächlich bei Golf- und Tennisschlägern, Fahrrädern sowie Angelruten zum Einsatz (12%). Im Bauwesen schlägt der CFK-Einsatz 2011 mit 6% zu Buche. Die 2011 im Bau eingesetzten CFK-Mengen wurden zu 44 % zur Betonverstärkung verwendet. 37% fanden ihren Einsatz in der Brücken- und Tunnelsanierung, 10% in Neubauten und 9% in anderen Baugewerken.
Derzeit erscheint der Einsatz von CFK im Automobilbau mit 6% relativ niedrig, heißt es in der Markteinschätzung des CCeV. Mit dem Markteintritt von BMW (Megacity-Vehicle) und der fortschreitenden Möglichkeit, CFK-Bauteile in Serie zu fertigen, sind die Wachstumsraten in diesem Bereich weitaus höher als in anderen Branchen. Bei den Druckbehältern (gesamt 6%) wird CFK zu 3% für Erdgasdruckbehälter (CNG) verwendet. Diese kommen überwiegend in Kraftfahrzeugen zum Einsatz. Die restlichen 3% werden zu anderen Speichern verarbeitet.
Der Marktbericht des CCeV kommt zu einem positiven Fazit, was die Wachstumschancen der jungen Branche angeht. "Analysten schätzen den CFK-Markt als solide und vor allem als einen Markt mit hohem Wachstumspotential ein", so Bernhard Jahn, Autor des Berichts. Man geht von mindestens 13% jährlichem Wachstum aus, das zum einen auf steigende Ordereingänge bei der Luftfahrtindustrie, zum anderen auf die Automobilindustrie als einen der größten Treiber des CFK-Marktes zurückzuführen ist. Ausgehend von einem Verbrauch von ca. 2.000 t CFK für 2010 rechnen konservative Analysten hier mit einer Steigerung von 15% jährlich. Je nach dem Erfolg der angekündigten Elektrofahrzeuge kann es ab 2013 aber auch zu deutlich höheren Steigerungsraten kommen.
Bei optimalem CFK-gerechten Design der Bauteile kann mit diesem Werkstoff gegenüber Stahl eine Gewichtsreduzierung von bis zu 70 % und gegenüber Aluminium von bis zu 30 % realisiert werden. Diese Zahlen müssen allerdings ins Verhältnis gesetzt werden zu den Kosten für in Fahrzeugen verbautes CFK: Sie betragen derzeit rund ca. 70 €/kg. Demgegenüber liegen die Kosten für Stahl bei 3 €/kg, für hochfesten Stahl bei ca. 6 €/kg, und für Aluminium bei 7 €/kg.
Der Wille und auch die Notwendigkeit, sich im Automobilbau intensiv mit CFK-Werkstoffen auseinander zu setzen, ist an den zahlreichen Kooperationen und Joint Ventures namhafter Automobilhersteller (Audi, BMW, Daimler, Toyota und VW) mit der CF-Industrie zu erkennen. Das Preis-/Leistungsverhältnis wird nun entscheiden, welche Werkstoffe oder auch Werkstoffkombinationen sich in welchen Anwendungsbereichen durchsetzen.
"Spürbare ökologische und ökonomische Effekte können nur dann erzielt werden, wenn die Leichtbauweise auch in großem Umfang zur Anwendung gelangt", so Bernhard Jahn: "Hierzu sind eine großserientaugliche Produktion von CFK-Bauteilen und die damit einhergehende Automatisierung bei der Herstellung zwingend erforderlich." Der CCeV arbeitet in seinen Arbeitsgruppen und Abteilungen genau an diesem Thema.
Der gesamte Marktbericht ist auf der CCeV-Website (www.carbon-composites.eu) unter "Leistungsspektrum" abzurufen.
