BBG entwickelt reproduzierbaren Fertigungsprozess für ultraleichte Kernstrukturen
Expandierbare thermoplastische Mikrosphären ermöglichen Kernmaterialdichten von rund 0,02 g/cm³–nächster Schritt ist die Automatisierung zentraler Prozessschritte
(PresseBox) - BBG hat einen manuellen, reproduzierbaren Fertigungsprozess für ultraleichte Kernstrukturen aus expandierbaren thermoplastischen Mikrosphären entwickelt und anhand eines Flügelkerns für Flächenflugdrohnen validiert. Im nächsten Schritt sollen das Mischen, Dosieren und Einbringen des Materials automatisiert werden.
Ausgangspunkt waren expandierbare thermoplastische Mikrosphären mit großem Potenzial für ultraleichte Kernstrukturen. In ersten Verarbeitungsversuchen ließ sich das Material jedoch nicht zuverlässig in die gewünschte Form bringen. Damit rückte eine zentrale Frage in den Mittelpunkt: Wie lässt sich aus einem vielversprechenden Materialansatz ein reproduzierbarer Fertigungsprozess entwickeln?
BBG hat dafür einen zunächst manuellen, aber reproduzierbaren Fertigungsprozess entwickelt. Das aus zwei Komponenten bestehende Material wird im passenden Mischungsverhältnis vorbereitet und im nicht expandierten Zustand in das offene Werkzeug eingebracht. Nach dem Schließen wird das Werkzeug gezielt temperiert. Dabei expandiert das Material innerhalb der Form und bildet die gewünschte ultraleichte Kernstruktur. Diesen Prozess setzt BBG bereits in einer manuellen Pilotfertigung ein, die zugleich der weiteren Prozessstabilisierung und der Vorbereitung der geplanten Automatisierung dient.
Mit einer Dichte von rund 0,02 g/cm³ lässt sich das Gewicht der Kernstruktur gegenüber herkömmlichen Kernmaterialien bei gleichem Volumen um bis zu 60 Prozent reduzieren.
In den bisherigen Versuchen standen vor allem Materialverhalten, Expansion, Formfüllung, Dichteverteilung und Bauteilstabilität im Mittelpunkt. Die Ergebnisse bilden die Grundlage, um den Prozess weiter zu stabilisieren und für die geplante Automatisierung vorzubereiten.
Vom Demonstrator zur industriellen Fertigung
Ein ultraleichter Flügelkern für Flächenflugdrohnen diente als Demonstrator, um den Fertigungsprozess an einer anspruchsvollen Leichtbauanwendung zu entwickeln und zu validieren. Gerade hier wirken sich geringes Gewicht, eine gleichmäßige Gewichtsverteilung und reproduzierbare Bauteileigenschaften unmittelbar auf Reichweite, Effizienz und Flugverhalten aus.
Der Ansatz ist jedoch nicht auf Drohnen beschränkt. Auch Schutzhelme, Sportartikel oder andere Leichtbaustrukturen mit komplexer Geometrie und hohen Anforderungen an Gewicht und Stabilität bieten Potenzial für diesen Fertigungsansatz.
Der nächste geplante Entwicklungsschritt ist die Automatisierung der Kernfertigung. Besonders das Mischen, Dosieren und gezielte Einbringen des Materials in die Kavität sind entscheidend, um den Prozess weiter zu stabilisieren, Bedienereinflüsse zu reduzieren und eine industrielle Fertigung vorzubereiten. Hier bringt BBG seine Erfahrung aus Werkzeugtechnik, Anlagenbau und Prozessautomatisierung ein.
Perspektive: Mehr Integration, weniger Prozessschritte
Damit entsteht aus einem vielversprechenden Materialansatz schrittweise ein beherrschbarer und skalierbarer Fertigungsprozess. Der Weg führt von der reproduzierbaren manuellen Fertigung über automatisierte Prozessschritte hin zu wirtschaftlich herstellbaren Leichtbaustrukturen für unterschiedliche Anwendungen.
Die bisherigen Versuche haben zudem gezeigt, dass sich der expandierte Kern in einem nachgelagerten Arbeitsschritt mit einer Faserverbundstruktur laminieren lässt. Damit ist nachgewiesen, dass sich die ultraleichte Kernstruktur nachträglich laminieren und in ein Composite-Bauteil integrieren lässt.
Die weitere Entwicklung zielt darauf ab, Kernfertigung und Laminierung enger aufeinander abzustimmen und die Zahl der erforderlichen Prozessschritte zu reduzieren. Langfristig sollen Kernfertigung und Faserverbundverarbeitung durch eine aufeinander abgestimmte Werkzeug- und Prozesstechnik so miteinander verbunden werden, dass sich ultraleichte Composite-Bauteile in einem möglichst weitgehend integrierten Fertigungsprozess herstellen lassen.
Projekt auf einen Blick
Projektziel - Entwicklung eines skalierbaren Fertigungsprozesses für ultraleichte Kernstrukturen aus expandierbaren thermoplastischen Mikrosphären
Demonstrator - Ultraleichter Flügelkern für eine Flächenflugdrohne (Fixed-Wing-UAV)
Kernmaterial - Expandierbare thermoplastische Mikrosphären
Dichte - ca. 0,02 g/cm³ im expandierten Zustand
Dichte herkömmlicher Kernmaterialien - ca. 0,03–0,05 g/cm³
Entwicklungsstand - Reproduzierbare manuelle Pilotfertigung
Nächster Schritt - Automatisiertes Mischen, Dosieren und Einbringen des Materials in die Kavität
Perspektive - Engere Integration von Kernfertigung und Laminierung zur Reduzierung der Prozessschritte
Zielanwendungen - Flächenflugdrohnen (Fixed-Wing-UAVs), Schutzhelme, Sportartikel, weitere Leichtbauanwendungen
Die BBG GmbH&Co. KG ist ein international tätiger Systemanbieter für Produktionslösungen mit Schwerpunkt auf der Polyurethan-Verarbeitung und dem Leichtbau aus Composite-Materialien und Kunststoffen.
Das Unternehmen entwickelt und fertigt Werkzeuge, Maschinen und automatisierte Produktionsanlagen. Das Leistungsspektrum reicht von einzelnen Werkzeugen und Maschinen bis hin zu kundenspezifischen, vollständig automatisierten Fertigungssystemen. Die Lösungen kommen insbesondere in der Automobil- und Nutzfahrzeugindustrie, der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik sowie weiteren anspruchsvollen Industriezweigen zum Einsatz.
Darüber hinaus bringt BBG seine Erfahrung aus Werkzeugtechnik, Maschinenbau und Automatisierung in die Entwicklung und Industrialisierung neuer Fertigungsprozesse ein.
Die BBG GmbH&Co. KG ist ein international tätiger Systemanbieter für Produktionslösungen mit Schwerpunkt auf der Polyurethan-Verarbeitung und dem Leichtbau aus Composite-Materialien und Kunststoffen.
Das Unternehmen entwickelt und fertigt Werkzeuge, Maschinen und automatisierte Produktionsanlagen. Das Leistungsspektrum reicht von einzelnen Werkzeugen und Maschinen bis hin zu kundenspezifischen, vollständig automatisierten Fertigungssystemen. Die Lösungen kommen insbesondere in der Automobil- und Nutzfahrzeugindustrie, der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik sowie weiteren anspruchsvollen Industriezweigen zum Einsatz.
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Datum: 24.07.2026 - 13:35 Uhr
Sprache: Deutsch
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Kategorie:
Industrietechnik
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