Hightech Zentrum Aargau

Die V Carbon GmbH steht für eine Technologie-Innovationsgeschichte, in der das Hightech Zentrum Aargau ein wichtige Rolle spielt. Das Unternehmen lanciert sein erstes Programm für nachhaltige Kohlenstofffasern in Europa.

Die V-Carbon-Gruppe wurde 2015 gegründet und ist daran, sich als führende Werkstofftechnologie-Unternehmen zu positionieren. «V» steht für das lateinische «viridis», also «grün», «Carbon» für die leichte und leistungsstarke Kohlenstofffaser, die in vielen innovativen Leichtbau-Anwendungen eine Schlüsselrolle spielt, vor allem in den Bereichen Verkehr, Industrie und Erneuerbare Energien.

Carbonfaserstrukturen sollen als «Second-Life-Fasern» clever wiedergewonnen werden, damit sie in technisch anspruchsvolle, lasttragende Anwendungen zurückgeführt werden können. V-Carbon verfügt über ein patentrechtlich geschütztes Chemolyse-Verfahren. Dieses dient als Basis für ein skalierbares Kohlenstofffaser-Recycling, das mit einer innovativen Veredelungstechnologie verknüpft ist. Das Unternehmen hat sein Technologieportfolio während Jahren entwickelt, um eine kreislauffähige Lösung für die Produktion von Hochleistungs-Carbonfasern anbieten zu können. Die V Carbon GmbH, geführt von Michael Hau, ist im Technopark Aargau in Brugg domiziliert. Die Carbonfaser ist sehr stabil, elektrisch leitfähig und lässt sich nicht auf einfache Weise entsorgen, beispielsweise in einer Kehrichtverbrennungsanlage.

Anwendungsorientierte Forschung

V-Carbon will möglichst die gesamte Wertschöpfungskette abdecken, vom Vormaterial über Recycling und Veredelung bis hin zu Halbzeugen. HTZ-Experte den Haan lancierte Ende 2019 eine Machbarkeitsstudie mit dem Ziel, Möglichkeiten zu finden, um rezyklierte Kohlenstofffasern zu faserverstärkten Bauteilen weiterzuverarbeiten. Mit dem Forschungspartner stand das Unternehmen bereits in Kontakt: Das Institut für Kunststofftechnik IKT der Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW hat langjährige Erfahrung in der Auslegung und Entwicklung von faserverstärkten Kunststoffbauteilen.

Die V Carbon GmbH sucht im Aargau einen Standort, «wo wir Innovation voranbringen können und die benötigten Talente rekrutieren können.»

Michael Hau, Geschäftsführer

Ambitiöser Expansionsplan

V-Carbon will bis Mitte 2022 an einem geeigneten Standort im Aargau ein Produktionsunternehmen für neuartige Halbfabrikate gebaut werden. In einer ersten Phase könnte dieses Unternehmen, das auch als Forschungszentrum dienen soll, bis zu 30 Mitarbeitende beschäftigen. Von hier aus will V-Carbon den internationalen Markt bearbeiten. Im «zweiten Leben» werden die Produkte von V Carbon in wenigen Jahren vollständig CO2-neutral.

Auf einen Blick

HTZ-Experte Leendert den Haan berät V-Carbon bereits seit 2018. In Zusammenarbeit mit Aargau Services gelang es, einen zentralen Teil der Gruppe in den Aargau zu holen. In einer ersten Machbarkeitsstudie wurden Möglichkeiten evaluiert, um rezyklierte Kohlenstofffasern zu faserverstärkten Bauteilen weiterzuverarbeiten.

Nachgefragt beim Forschungspartner: Christian Brauner, FHNW

Das Institut für Kunststofftechnik IKT ist in das Projekt mit der V Carbon GmbH involviert. Mit wie vielen Ressourcen?

Im Rahmen einer Machbarkeitsstudie wurden für die V Carbon GmbH Möglichkeiten evaluiert, Carbonfasern wiederzugewinnen und in einen sinnvollen Werkstoffkreislauf zurückzubringen. Am Projekt waren zwei  Mitarbeiter unter meiner Leitung direkt beteiligt. 

Wie nah dran sind Sie als Leiter des Kompetenzfeldes Leichtbau und Faserbundtechnologie?

Der effiziente Einsatz von Polymeren und Verbundwerkstoffen bedingt ein genaues Verständnis der strukturellen Grenzen dieser Materialien. Dies setzt einen routinierten Umgang mit experimentellen und numerischen 
Methoden zur Charakterisierung der Werkstoffe und ihrer Bauteile voraus. Das Kompetenzfeld Leichtbau und Faserbundtechnologie hat seine Erfahrung genutzt, den Einsatz von Fasern im zweiten Einsatz zu evaluieren.

Gab es eine besondere Herausforderung?

Das IKT hat langjährige Erfahrung in der Auslegung und Entwicklung von faserverstärkten Kunststoffbauteilen unter  Berücksichtigung des idealen Herstellungsprozesses und Produktdesigns. Eine spezielle Herausforderung ist es, wenn  Fasern zurückgeführt werden sollen, da die volle Leistungsfähigkeit nur erreicht wird, wenn im Bauteil die Fasern in  Lastrichtung ausgerichtet und gestreckt sind.

Hat die Kooperation einen speziellen Nutzeffekt?

Das IKT konnte wesentliche Erkenntnisse gewinnen für das Einsatzgebiet von rezyklierten Carbonfasern und Synergien  mit bestehender Infrastruktur und laufenden Forschungsprojekten nutzen. Ein Beispiel ist unsere neue Infrastruktur zum  Testen der Faser-Matrix-Haftung. Das FIMATEST-Prüfsystem ist darauf ausgelegt, die entscheidenden Faktoren des  Faser-Matrix-Verhaltens zu bestimmen. Damit werden die Schritte eines wiederholbaren und zuverlässigen  Einbettungsverfahrens der Faser in die Matrix mit einem Testverfahren zur Bestimmung der Faser-Matrix-Haftung  kombiniert.

Welche Rolle spielen Machbarkeitsstudien mit dem HTZ für Sie? 

Das HTZ ist für uns ein wichtiger Partner, um im Rahmen der angewandten Forschung frühzeitig mit der Industrie in  Kontakt zu kommen, Ideen zu diskutieren und das Potenzial zu erarbeiten. Meist entstehen durch diese Evaluation  erfolgreiche Forschungsprojekte, welche eine Weiterentwicklung der Ideen fast bis zur Produktreife im Fokus haben.

Wie würden Sie die Kooperation mit dem HTZ qualifizieren?

Das HTZ ist dabei ein wichtiger Vermittler, welcher den Kontakt zur lokalen Industrie herstellt, sei es, dass die Industrie uns sucht, oder sei es, dass wir mit einer Idee einen Umsetzungspartner suchen.

Ihr Institut?

Das IKT ist Teil der Hochschule für Technik der Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW. Am IKT sind derzeit rund 30  Personen beschäftigt. Die dazu notwendige Innovationskraft erreichen wir durch Interdisziplinarität. Wir verschmelzen  die Disziplinen Werkstoff, Konstruktion und Verarbeitung. Dabei folgen wir einer ganzheitlichen Betrachtung der Produktentwicklung mit Kunststoffen durch unsere Kompetenzen in Chemie und Analytik, Verfahrenstechnik, Leichtbau und Faserbundtechnologie.

Zur Person: Prof. Dr. Christian Brauner

Prof. Dr. Christian Brauner (40) ist der jüngste Dozent im Institut. Sein Werdegang führte ihn nach einer handwerklichen  Ausbildung über ein Maschinenbaustudium über diverse Tätigkeiten im Bereich der Luftfahrt zu einem Doktorat an der Universität Bremen. Seit 2016 leitet er das Kompetenzfeld Leichtbau und Faserbundtechnologie und ist als Dozent in den  Fächern Faserverbunddesign und Prozesse tätig.