Leichtbau neu gedacht
Wie BBG die Fertigung ultraleichter Flügelkerne industrialisiert
(PresseBox) - Expandierte polymere Mikrosphären gelten als vielversprechendes Kernmaterial für Flächenflugdrohnen. BBG entwickelt den Produktionsprozess, mit dem sich das Potenzial des Werkstoffs reproduzierbar und wirtschaftlich nutzen lässt.
Ob für die Inspektion von Infrastruktur, den Transport von Gütern oder sicherheitsrelevante Einsätze, Flächenflugdrohnen (Fixed-Wing-UAVs) übernehmen heute immer anspruchsvollere Aufgaben. Entsprechend steigen die Anforderungen an Reichweite, Nutzlast und Energieeffizienz. Ein entscheidender Hebel hierfür ist der Leichtbau der Tragflächen.
Auf der Suche nach dem optimalen Flügelkernmaterial rücken unter anderem expandierte thermoplastische Mikrosphären in den Fokus. Mit einer Dichte von lediglich rund 0,02 g/cm³ unterschreiten sie die Dichte der heute häufig eingesetzten Kernmaterialien mit 0,03 bis 0,05 g/cm³ deutlich. Das eröffnet erhebliches Potenzial zur Gewichtsreduzierung. Gleichzeitig lassen sich mit dem Material feine Rippen, schmale Stege und komplexe Geometrien präzise abbilden. Darüber hinaus verspricht es eine hohe Druckstabilität sowie gute Rückstelleigenschaften nach lokalen Belastungen.
Der Flügelkern bildet dabei den inneren Aufbau der Tragfläche. Erst durch das anschließende Laminieren mit Faserverbundwerkstoffen, beispielsweise aus Glas- oder Kohlenstofffasern, entsteht eine leichte und gleichzeitig hochfeste Sandwichstruktur.
Doch das Potenzial eines neu entwickelten Materials entfaltet sich erst, wenn es sich reproduzierbar und wirtschaftlich verarbeiten lässt. Genau hier beginnt die eigentliche Herausforderung.
Das Material ist nur die halbe Lösung
Die Entwicklung des Fertigungsprozesses ist kein isoliertes Forschungsprojekt. Sie baut auf jahrzehntelanger Erfahrung im Leichtbau auf. Bereits während seines Studiums beschäftigte sich Hans Brandner intensiv mit Composite-Werkstoffen. In den ersten Berufsjahren arbeitete er an der Auslegung und Fertigung von Composite-Bauteilen, unter anderem für Windkraftanlagen und Komponenten im Ariane-Programm. Anschließend sammelte er in der Automobilindustrie umfangreiche Erfahrungen in der industriellen Verarbeitung von Polyurethan zur Veredelung von Fahrzeugverglasungen.
Mit der Übernahme von BBG im Jahr 1998 verlagerte sich der Fokus von der Produktentwicklung auf die Entwicklung kompletter Fertigungsprozesse und Produktionsanlagen. Seither begleitet BBG seine Kunden bei der Industrialisierung neuer Materialien, von den ersten Versuchen über Prototypen und Pilotfertigungen bis hin zur wirtschaftlichen Serienproduktion.
Die Entwicklung begann eher zufällig. Im Rahmen eines Austauschs mit einem führenden Drohnenhersteller wurde deutlich, dass ein neuartiges Kernmaterial zwar großes Potenzial besitzt, dessen industrielle Verarbeitung jedoch noch ungelöst war. Für Hans Brandner war dies genau die Art von Herausforderung, bei der die jahrzehntelange Erfahrung in der Entwicklung und Industrialisierung anspruchsvoller Leichtbau- und Kunststoffprozesse den entscheidenden Unterschied macht.
BBG brachte seine Erfahrung aus dem Werkzeug-, Maschinen- und Anlagenbau sowie der Verarbeitung von Kunststoffen und Composites ein und entwickelte einen beherrschbaren Fertigungsprozess. Inzwischen wurden erste Prototypen erfolgreich ausgeliefert und BBG verfügt über einen reproduzierbaren Prozess und betreibt eine Pilotfertigung zur weiteren Industrialisierung der Technologie.
„Viele neue Werkstoffe besitzen hervorragende Eigenschaften. Ihr wirtschaftlicher Erfolg entscheidet sich jedoch erst dann, wenn sie reproduzierbar und wirtschaftlich verarbeitet werden können. Genau darin sehen wir unsere Aufgabe.“ Sagt Hans Brandner.
Präzision entscheidet über die Bauteilqualität
Die Verarbeitung expandierter thermoplastischer Mikrosphären stellt hohe Anforderungen an den gesamten Fertigungsprozess. Bereits das hochpräzise Dosieren und Mischen der Ausgangskomponenten beeinflusst die spätere Bauteilqualität. Ebenso entscheidend sind exakt definierte Temperaturverläufe und eine reproduzierbare Prozessführung während des Expandierens.
Die bei BBG entwickelte Prozessführung schafft die Voraussetzung dafür, die besonderen Materialeigenschaften zuverlässig in hochwertige Flügelkerne zu überführen und bildet gleichzeitig die Grundlage für eine wirtschaftliche Fertigung größerer Stückzahlen.
Nächster Schritt: Automatisierung
Nach der erfolgreichen Entwicklung eines reproduzierbaren Fertigungsprozesses richtet BBG den Blick auf die weitere Industrialisierung.
Im nächsten Entwicklungsschritt sollen insbesondere die Dosier- und Mischprozesse automatisiert werden. Für hochpräzise Dosieraufgaben existieren in anderen Industriezweigen, beispielsweise in der Medizintechnik, bereits etablierte Technologien. Ziel ist es, geeignete Lösungen auf die besonderen Anforderungen expandierbarer thermoplastischer Mikrosphären zu übertragen und damit den Automatisierungsgrad der Fertigung weiter zu erhöhen.
Ziel ist eine Pilotfertigung, die bereits die wirtschaftliche Herstellung mittlerer Stückzahlen ermöglicht. Perspektivisch soll sich das Verfahren auf deutlich höhere Produktionsvolumina skalieren lassen. Die Auslegung der Fertigung erfolgt dabei modular und kann an den jeweiligen Bedarf angepasst werden.
Perspektive: One-Shot-Fertigung kompletter Tragflächen
Langfristig verfolgt BBG einen noch weitergehenden Ansatz. Perspektivisch könnten Flügelkern und Faserverbundstruktur in einem gemeinsamen Fertigungsschritt hergestellt werden. Ein solcher One-Shot-Prozess hätte das Potenzial, Fertigungsschritte zusammenzuführen, die Produktionskosten deutlich zu reduzieren und die Durchlaufzeiten weiter zu verkürzen.
Vom neuen Material zur industriellen Fertigung
„Mich fasziniert seit jeher die Verbindung aus neuen Materialien und intelligenter Produktionstechnik. Genau dort entstehen Innovationen, die sich später auch am Markt durchsetzen“, sagt Hans Brandner.
Auch wenn das aktuelle Projekt auf Flächenflugdrohnen ausgerichtet ist, reicht das Potenzial der Technologie weit darüber hinaus. Überall dort, wo leichte Sandwichstrukturen eingesetzt werden, eröffnet das Verfahren neue Möglichkeiten, von der Luftfahrt über weitere unbemannte Flugsysteme bis hin zu zahlreichen Composite-Anwendungen im industriellen Leichtbau.
BBG entwickelt dabei weder das Material noch die Drohne. Die Kompetenz des Unternehmens liegt darin, neue Materialien in wirtschaftliche und skalierbare Produktionsprozesse zu überführen. Erst dadurch können innovative Materialien ihr Potenzial in der industriellen Praxis entfalten.
Die BBG GmbH & Co. KG ist ein internationaler Systempartner für die Kunststoff verarbeitende Industrie mit eigenem Werkzeug-, Maschinen- und Anlagenbau. Neben vollständigen Produktionsanlagen konzipiert, entwickelt und fertigt BBG Werkzeuge für das Verarbeiten von Polyurethan (PUR), PVC, TPE und anderen Elastomeren sowie für eine breite Palette an Faserverbundmaterialien. Lösungen für den Leichtbau, das Verarbeiten von Composites und die Fertigung von Faserverbund-Bauteilen in zahlreichen Industriezweigen bilden weitere wichtige Schwerpunkte.
Das von Hans Brandner geführte Familienunternehmen aus Mindelheim im Allgäu beliefert seine Kunden weltweit, wobei der nordamerikanische Markt neben Europa und Asien eine wichtige Rolle spielt. Es ist mit eigenen Tochtergesellschaften in China, den USA und Mexiko vertreten. 2024 erwirtschaftete die Gruppe mit rund 170 Mitarbeitern weltweit einen Umsatz in Höhe von 27 Mio. €.
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Die BBG GmbH & Co. KG ist ein internationaler Systempartner für die Kunststoff verarbeitende Industrie mit eigenem Werkzeug-, Maschinen- und Anlagenbau. Neben vollständigen Produktionsanlagen konzipiert, entwickelt und fertigt BBG Werkzeuge für das Verarbeiten von Polyurethan (PUR), PVC, TPE und anderen Elastomeren sowie für eine breite Palette an Faserverbundmaterialien. Lösungen für den Leichtbau, das Verarbeiten von Composites und die Fertigung von Faserverbund-Bauteilen in zahlreichen Industriezweigen bilden weitere wichtige Schwerpunkte.
Das von Hans Brandner geführte Familienunternehmen aus Mindelheim im Allgäu beliefert seine Kunden weltweit, wobei der nordamerikanische Markt neben Europa und Asien eine wichtige Rolle spielt. Es ist mit eigenen Tochtergesellschaften in China, den USA und Mexiko vertreten. 2024 erwirtschaftete die Gruppe mit rund 170 Mitarbeitern weltweit einen Umsatz in Höhe von 27 Mio. €.
Datum: 08.07.2026 - 10:05 Uhr
Sprache: Deutsch
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Ansprechpartner: Martina Barton
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Mindelheim
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Kategorie:
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