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02.09.2016

Nachfrage nach hochwertigen Verbundstoffen zieht in den USA an

Luftfahrt-, Windenergie-, und Automobilbranche mit wachsendem Bedarf / Umfangreiche staatliche Förderung / Von Christian Janetzke

San Francisco (GTAI) - Die Nachfrage nach Verbundstoffen in den USA soll in den kommenden Jahren deutlich zulegen. In der Automobil- und Luftfahrtindustrie besteht ein wachsendes Interesse an hochwertigen Verbundstoffen auf Kohlenstoffbasis. Analysten attestieren kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) große Potenziale. Boeing setzt beispielsweise vermehrt auf den Werkstoff. In Tennessee wurde mit erheblicher staatlicher Unterstützung 2015 ein Institut zur Entwicklung von Verbundwerkstoffen der nächsten Generation eröffnet. (Internetadressen)

Der Wert der Auslieferungen von Verbundstoffproduzenten an Abnehmer in den USA soll zwischen 2015 und 2021 von 7,5 Mrd. auf 10,2 Mrd. US$ steigen, so Prognosen von Lucintel. Die größten Absatzpotenziale erwartet der Marktforscher in der Luftfahrtindustrie. Die Nachfrage nach Verbundstoffen soll in dem Sektor in diesem Zeitraum jährlich um durchschnittlich 9,5% auf 1,4 Mrd. US$ wachsen.

Vor allem hochwertige, leichte Branchenprodukte sind in der Luftfahrtindustrie gefragt. Boeing steht unter Druck, den Bedarf an treibstoffeffizienten Flugzeugen in großen Stückzahlen zu decken. Karbon- sowie Metall-Keramik-Verbundstoffe finden vermehrt Verwendung bei der Produktion von Flugzeugflügeln, Rumpfsektoren und zahlreichen weiteren Segmenten. Zulieferer haben in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte erzielt, die Qualität entsprechender Teile zu erhöhen und somit für die Massenproduktion bereitzustellen.

Boeing verbaut zunehmend Karbonverbundstoffe

Um den Treibstoffverbrauch zu reduzieren, besteht beispielsweise die Flugzeugzelle von Boeings Großraumflugzeug "787-Dreamliner" aus einem hohen Anteil an CFK und weiteren Verbundstoffen. Ab 2017 plant Boeing mit der Produktion des Flugzeugs "737X" zu starten. Auch dieses Modell wird bedeutende Teile und Komponenten aus Karbonverbundstoffen enthalten. Um das Jahr 2020 will der Flugzeugbauer mit der "777X" eine neue Serie auf den Markt bringen. Die Flugzeugflügel werden aus sehr leichtem und zugleich harten Karbonkomponenten bestehen. Rund 1 Mrd. US$ investierte das Unternehmen in eine Fabrik zur Produktion der Flügel. Die Produktionsstätte wurde im März 2016 in Everett bei Seattle eröffnet.

Verbundstoffzulieferer von Boeing bauen im Land ihre Kapazitäten aus. Das japanische Unternehmen Toray Industries errichtet für rund 1,4 Mrd. US$ ein neues Werk zur Produktion von Karbonfasern in South Carolina. Mit der GE Aviation ist auch einer der weltweit größten Triebwerkzulieferer bei der Entwicklung von innovativen Materialien sehr aktiv. In Huntsville (Alabama) investiert das Unternehmen rund 200 Mio. US$ in zwei Siliziumcarbid-Produktionsanlagen zur Massenproduktion von keramischen Verbundwerkstoffen.

Ein wachsender Bedarf an innovativen Verbundstoffen ist mittelfristig auch seitens US-amerikanischer Business-Jets-Hersteller zu erwarten, berichtet Scott Beckwith, technischer Direktor bei der Society for the Advancement of Material and Process Engineering (SAMPE).

Steigendes Interesse in der Automobilindustrie

Der Automobilsektor ist der bedeutendste Abnehmer von Verbundstoffherstellern. Nach Prognosen von Lucintel soll im Zeitraum 2015 bis 2021 die wertmäßige Nachfrage der Branche um jährlich durchschnittlich 5,2% auf 3,3 Mrd. US$ zulegen. Die Automobilindustrie setzt auf Leichtbaulösungen, um staatliche Treibstoffeffizienzstandards einzuhalten. Verbundstoffe werden zunehmend in Unterböden, Stoßstangen und Armaturenbrettern verbaut. Karbonfaserverbundstoffe kommen vor allem bei hochpreisigen Sportwagen zum Einsatz. CFK gewinnt dabei besonders an Interesse, berichtet Scott Beckwith. Der Kostenfaktor hält den Werkstoff in der Nische. Allerdings prognostizieren Marktexperten aufgrund erheblicher Gewichtseinsparungen und intensiver Forschungsaktivitäten zur Reduzierung der Kosten mittelfristig einen anziehenden Bedarf.

In Luxus-Sportwagen wird CFK bereits in zahlreichen Modellen verbaut. Der Verkauf von Fords neuem "GT" soll in den USA Ende 2016 anlaufen. Die Fahrzeugzelle des Sportwagens besteht vorwiegend aus dem Material, dessen Verwendung zunehmend auf Automobile mit alternativen Antrieben ausgeweitet wird. Im Herbst 2015 startete Toyota mit dem Verkauf und dem Leasing des Wasserstoffautos "Mirai" im Süden Kaliforniens. CFK wird in diesem Modell unter anderem im Fahrzeugboden verbaut.

Zulieferer für die Automobilindustrie investieren im Land, so beispielsweise Mitsubishi Rayon Carbon Fiber and Composites. Das Unternehmen will im 2. Halbjahr 2016 in seinem Werk in Sacramento (Kalifornien) die jährliche Produktionskapazität von Karbonfasern auf etwa 4.000 t verdoppeln.

Zahlreiche Kooperationen zur steigenden Verwendung im Automobilsektor

In der Branche arbeiten OEM eng mit Zulieferern zusammen, um die Entwicklung zu forcieren, berichtet Beckwith. Ein Joint Venture zwischen der SGL Group, einem deutschen Hersteller von Produkten aus Kohlenstoff, und BMW errichtete 2011 in Moses Lake (Washington) ein Werk zur Herstellung von Karbonfasern. Diese werden in Deutschland zu CFK weiterverarbeitet. Im Jahr 2015 wurde hier der jährliche Output auf 9.000 t an Karbonfasern verdreifacht. Diese finden unter anderem in den Karosserien des 100% elektrisch betriebenen Kompaktwagen "i3" von BMW Verwendung.

Ford und DowAksa, einer der führenden Anbieter von Verbundwerkstoffen, arbeiten an einer beschleunigten Entwicklung von Kohlefaserverbundstoffen für künftige Ford-Modelle in der Großserienfertigung. Laut DowAksa wird eine effiziente Verwendung des Werkstoffs in der Karosserie, im Triebwerk sowie der Innenausstattung getestet. Eine weitere Kooperation besteht zwischen General Motors und dem Verbundwerkstoffspezialisten Teijin. Das japanische Unternehmen erwägt den Bau einer CFK-Produktionsstätte in den USA.

Windenergiesektor bietet Potenziale

Die Nachfrage nach Verbundstoffen im Windenergiesektor stieg nach Angaben von Lucintel 2015 um 24,1% auf 0,2 Mrd. US$. Auch in den kommenden Jahren dürfte die Branche einen steigenden Bedarf anmelden. Die Verlängerung der bedeutenden staatlichen Förderung "Production Tax Credits" bis 2019 dürfte die mittelfristige Entwicklung des Windenergiesektors sehr begünstigen.

Um das Gewicht der Rotorblätter zu reduzieren, melden Branchenunternehmen einen wachsenden Bedarf an innovativen Verbundstoffen an. GE Wind Energy arbeitet beispielsweise an der Entwicklung von Rotorblättern aus einer neuen Generation von Karbonfasern.

Umfassende Forschungsaktivitäten

Die US-Regierung forciert massiv die Forschung und Entwicklung von innovativen Leichtbaulösungen, so Beckwith. Zahlreiche Unternehmen, Universitäten und Forschungseinrichtungen gründeten Mitte 2015 in Zusammenarbeit mit dem U.S. Department of Energy das Institute for Advanced Composites Manufacturing Innovation (IACMI) in Knoxville (Tennessee). Das Institut befasst sich mit der Herstellung und Entwicklung von Verbundwerkstoffen der nächsten Generation.

Zusammen mit Partnern (unter anderem dem US-Chemiekonzern DuPont) eröffnete IACMI mit finanzieller Unterstützung des Energieministeriums im August 2016 ein Innovationszentrum in Detroit. Hier soll die Weiterentwicklung von Verbundstoffen für den Leichtbau in der Automobilindustrie vorangetrieben werden.

Internetadressen:

American Composites Manufacturers Association

Internet: http://acmanet.org

Society for the Advancement of Material and Process Engineering (SAMPE)

Internet: http://www.sampe.org

Institute for Advanced Composites Manufacturing Innovation

Internet: http://iacmi.org/about-us/

Composite World (Informationsportal)

Internet: http://www.compositesworld.com

Composite Manufacturing Magazine

Internet: http://compositesmanufacturingmagazine.com

Composites Today (Informationsportal)

Internet: http://www.compositestoday.com

Deutsch-Amerikanische Handelskammern (AHK USA)

Internet: http://www.ahk-usa.com

Dieser Artikel ist relevant für:

USA Straßenfahrzeuge, allgemein, Kfz-Teile, -Zubehör (ohne Brennstoffzellen), Kunststoffe und Gummi, Luftfahrzeuge

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