Demonstrationszentren für Faserverbundkunststoffe
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Demonstrationszentren für Faserverbundkunststoffe
Ergebnisse der Begleitforschung
Behringer, Friederike | Belitz, Heike | Hornschild, Kurt | Wessels, Hans
Deutsches Institut für Wirtschaftsforschung. Sonderhefte, Vol. 156
(1995)
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Abstract
Der Entwicklung und vor allem auch der Anwendung neuer Werkstoffe wird allgemein große Bedeutung für die Wettbewerbsfähigkeit von entwickelten Volkswirtschaften beigemessen. Faserverbundwerkstoffe mit Kunststoffmatrix (FVK) gehören zu den Werkstoffen, denen aufgrund ihrer spezifischen Eigenschaften wie Festigkeit, Steifigkeit, Leichtigkeit sowie der Möglichkeit, den Werkstoff anwendungsgerecht zu »konstruieren«, in der Forschung und Entwicklung besondere Aufmerksamkeit gewidmet wird. Trotz überzeugender technischer Eigenschaften haben sich von verschiedenen Experten in den achtziger Jahren gehegte Erwartungen nicht erfüllt, wonach dieser Werkstoff in naher Zukunft zu einer breiteren industriellen Anwendung gelangen sollte.Der Bundesminister für Forschung und Technologie hat das DIW 1990 mit der Begleitforschung zu den sieben von ihm geförderten Demonstrationszentren für Faserverbundkunststoffe beauftragt; die Demonstrationszentren sollten die Diffusion des Werkstoffs in kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) unterstützen. Bei der Evaluation dieser Maßnahme waren drei Problemkreise zu bearbeiten. Erstens mußte die Zielgruppe der potentiellen FVK-Interessenten analysiert werden. Zweitens waren die Demonstrationszentren selbst und ihre Arbeitsweise zu bewerten. Drittens waren die Entwicklungen des Werkstoffs sowie der relevanten Herstellungsverfahren und ihre Eignung auf eine verbreitete Anwendung in KMU zu untersuchen. Partner des DIW für diese interdisziplinäre Untersuchung waren das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Aachen und das Institut für Verbundwerkstoffe GmbH (IVW) in Kaiserslautern.FVK wird gegenwärtig nur von relativ wenigen spezialisierten KMU anspruchsvoll eingesetzt. Neueinsteiger, aber auch Unternehmen, die diesen Werkstoff bereits verarbeiten und anwenden, sind meist auf externes Wissen angewiesen. FVK ist selbst konstruktiver Bestandteil, d. h. die geforderten Eigenschaften des Werkstoffs liegen in der Regel nicht vor, sondern müssen erst entwickelt und hergestellt werden. KMU verfügen in der Regel nicht über die Voraussetzungen, um das für den Einsatz von FVK notwendige Knowhow komplett betriebsintern bereitstellen zu können. Von daher ist bei Technologien, von denen erwartet wird, daß sie an der Schwelle zu einer breiteren Anwendung stehen, die Bereitstellung von Beratungsmöglichkeiten, wie sie von den Demonstrationszentren angeboten werden, grundsätzlich zu begrüßen.
Table of Contents
Section Title | Page | Action | Price |
---|---|---|---|
Inhaltsverzeichnis | 5 | ||
Verzeichnis der Tabellen und Schaubilder | 8 | ||
Tabellen | 8 | ||
Tabellen im Anhang | 8 | ||
Schaubilder | 10 | ||
1. Einleitende Bemerkungen | 13 | ||
2. Begründung des Förderansatzes: Demonstrationszentren für Faserverbundkunststoffe | 16 | ||
2.1. Potential der Hochleistungs-Faserverbundkunststoffe zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit von kleinen und mittleren Unternehmen | 16 | ||
2.2. Technologietransfer in KMU | 20 | ||
2.3. Öffentliche Förderung der Materialforschung und -anwendung in der Bundesrepublik Deutschland | 25 | ||
2.4. Ziele und Aufgaben der Demonstrationszentren für FVK | 28 | ||
3. Ziel, Inhalt und Vorgehensweise der Begleitforschung | 32 | ||
3.1. Ziel, Inhalt und Probleme der Begleitforschung | 32 | ||
3.2. Vorgehensweise der Begleitforschung | 34 | ||
4. Fertigungsverfahren zur Herstellung von Bauteilen aus Faserverbundkunststoffen in mittelständischen Unternehmen | 38 | ||
4.1. Vorzüge und Einsatzbereiche von FVK | 38 | ||
4.1.1. Eigenschaften und Anwendungen von FVK | 38 | ||
4.1.2. Ein Beispiel – Antriebswelle | 40 | ||
4.2. Wichtige Fertigungsverfahren für die Herstellung von FVK-Bauteilen in KMU | 41 | ||
4.2.1. Voraussetzungen für die Anwendung von FVK | 41 | ||
4.2.2. Handlaminieren | 43 | ||
4.2.3. Faserspritzen | 44 | ||
4.2.4. Spritzgießen | 44 | ||
4.2.5. Wickeln | 45 | ||
4.2.6. Pultrusion | 47 | ||
4.2.7. Autoklavtechnik | 48 | ||
4.2.8. Pressen | 49 | ||
4.2.9. Resin Transfer Moulding (RTM) | 50 | ||
4.2.10. Schleuderverfahren | 51 | ||
4.2.11. Nachbearbeitungsverfahren | 52 | ||
4.3. Zusammenfassung: Stand und Probleme bei FVK-Fertigungstechnologien in KMU | 53 | ||
5. Anwendung von FVK in kleinen und mittleren Unternehmen – Ergebnisse der schriftlichen Befragung | 57 | ||
5.1. Anlage der schriftlichen Befragung | 57 | ||
5.2. FVK-Anwendung und -planung in der mittelständischen Industrie | 60 | ||
5.3. Qualifikation der Mitarbeiter und Einsatz von FVK | 65 | ||
5.4. Gründe für den Einsatz von FVK und Einsatzbereiche | 69 | ||
5.5. Entwicklung von FVK-Bauteilen | 71 | ||
5.6. Werkstoffe und Verarbeitungsverfahren | 74 | ||
5.7. Bezug von Bauteilen aus FVK | 80 | ||
5.8. Schwierigkeiten beim Einsatz von FVK | 83 | ||
5.9. Informations- und Beratungsbedarf bei der Anwendung von FVK | 86 | ||
5.10. Erfolgte Beratung bei der Anwendung von FVK | 91 | ||
5.11. Bekanntheit der Demonstrationszentren im Herbst 1990 | 93 | ||
5.12. Nutzung der Demonstrationszentren im Herbst 1990 | 96 | ||
6. Technologietransfer durch die Demonstrationszentren für FVK | 101 | ||
6.1. Organisation, Finanzierung und Ausstattung der Demonstrationszentren | 101 | ||
6.1.1. Demonstrationszentren im Überblick | 101 | ||
6.1.2. Demonstrationszentren im einzelnen | 105 | ||
6.1.2.1. Demonstrationszentrum Aachen | 105 | ||
6.1.2.2. Demonstrationszentrum Berlin | 106 | ||
6.1.2.3. Demonstrationszentrum Braunschweig | 107 | ||
6.1.2.4. Demonstrationszentrum Bremen | 108 | ||
6.1.2.5. Demonstrationszentrum Darmstadt | 108 | ||
6.1.2.6. Demonstrationszentrum Stuttgart | 109 | ||
6.1.2.7. Demonstrationszentrum Erlangen/Würzburg | 110 | ||
6.2. Aktivitäten der Demonstrationszentren | 110 | ||
6.2.1. Öffentlichkeitsarbeit | 111 | ||
6.2.1.1. Maßnahmen zur Verbesserung ihre Bekanntheitsgrades | 111 | ||
6.2.1.2. Messen und Ausstellungen | 112 | ||
6.2.1.3. Fachvorträge | 113 | ||
6.2.1.4. Veröffentlichungen | 114 | ||
6.2.2. Seminare und Schulungen | 115 | ||
6.2.3. Anfragen und Beratungen | 121 | ||
6.2.3.1. Anfragen | 121 | ||
6.2.3.2. Beratungen | 122 | ||
6.2.4. Projekte | 127 | ||
6.2.4.1. Projektarbeit | 128 | ||
6.2.4.2. Projektkosten und -einnahmen | 135 | ||
6.3. Beispiele des Technologietransfers – Auswertung von Fallstudien | 139 | ||
6.3.1. Ziel, Untersuchungsmethode | 139 | ||
6.3.2. FVK-Anwendung in den ausgewählten Unternehmen | 141 | ||
6.3.3. Die Beratung der Nichtnutzer von Demonstrationszentren | 144 | ||
6.3.4. Die Beratung der Unternehmen durch die Demonstrationszentren | 148 | ||
6.3.5. Zusammenfassender Vergleich der Fallstudien von Nutzern und Nichtnutzern der Demonstrationszentren | 151 | ||
6.4. Andere Einrichtungen für den FVK-Technologietransfer | 153 | ||
7. Bewertung der Fördermaßnahme | 155 | ||
7.1. Voraussetzungen für den Technologietransfer | 155 | ||
7.2. Technologische Entwicklung und FVK-Diffusion in KMU | 157 | ||
7.3. Wirkungen der Einrichtung von Demonstrationszentren auf den Technologietransfer | 166 | ||
7.3.1. Nutzung der Demonstrationszentren | 167 | ||
7.3.2. Einflußfaktoren bei den Technologienehmern | 168 | ||
7.3.3. Einflußfaktoren bei den Technologiegebern | 171 | ||
7.3.4. Nebenwirkungen der Förderung des Technologietransfers in KMU | 173 | ||
7.3.5. Instrumentelle Gestaltung und Administration | 173 | ||
8. Fazit | 175 | ||
9. Anhang | 180 | ||
9.1. Tabellen | 180 | ||
9.2. Fragebogen | 226 | ||
9.3. Literaturverzeichnis | 245 |