Forschungs- und Entwicklungsdienstleistung zur Implementierung von Carbonfasern in 3D-Druck-, Near-Net-Shape- und Preforming-Anwendungen | Technische Universität Chemnitz | Öffentliches Auftragswesen in Deutschland

Datum	Dokument
2023-04-26	Auftragsbekanntmachung
2023-07-05	Bekanntmachung über vergebene Aufträge

Kurze Beschreibung

Leichtbau gehört zu den Game-Changer-Technologien, die eine Steigerung des Wachstums und der Wettbewerbsfähigkeit ebenso in den Fokus nehmen wie eine Sicherung des Klimaschutzes und der Nachhaltigkeit. Hierbei spielen Carbonfasern als Verstärkungsmaterial für thermoplastische Kunststoffe eine herausragende Rolle, da sie eine einzigartige Kombination aus geringem Gewicht, extrem hoher Steifigkeit und Festigkeit in Verbindung mit thermischer, UV- und Korrosionsbeständigkeit bieten. Bereits heute lassen sich daher carbonfaserverstärkte Kunststoff (CFK)-Bauteile herstellen, die gegenüber vergleichbaren Aluminiumbauteilen 30 % und gegenüber Stahlbauteilen sogar mehr als 50 % Gewichtsreduktion zulassen. Der massenhafte Einsatz dieser Fasern in Märkten wie Automotive, Windkraft, Bauwesen und Infrastruktur wird allerdings heute noch durch den hohen Preis der Fasern, der petrochemischer Basis und kostspielige Fertigungsverfahren verhindert. Die neu zu etablierende Carbon LabFactory, als Forschungs-Campus und Außenstelle der TU Chemnitz in Boxberg/Oberlausitz, hat sich aus diesen Gründen, abgeleitet aus den generationsübergreifenden und globalen Herausforderungen, zum Ziel gesetzt, „grüne“ Carbonfasern zu erforschen. Darüber hinaus bildet die Carbon LabFactory zukünftig die vollständige Wertschöpfungskette, über die textilen Verfahren bis hin zu den kunststoffverarbeitenden Prozessen, ab.
Zur Eruierung von Anwendungsmöglichkeiten konventioneller und insbesondere der neuartigen „grünen“ Carbonfasern in zukunftsorientierten Technologien schriebt die TU Chemnitz Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zu thermoplastischen carbonfaserverstärkten Themenstellen aus, welche die eigenen Forschungsanstrengungen komplementär ergänzen. Dazu gehören neben dem granulatverarbeitenden 3D-Druck ebenso Technologien zur kraftflussgerechten und endkonturnahen Herstellung von Faser-Kunststoff-Verbundbauteilen aus Carbonfasern und technischen Polymerwerkstoffen. Im Vordergrund der zu untersuchenden Verfahren und Prozesse stehen deren Serientauglichkeit, die Transformationspotentiale in die Wirtschaft, die Skalierungseffekte und die Wirtschaftlichkeit.
Die additive Herstellung von komplexen faserverstärkten Kunststoffbauteilen ist vor allem bei größeren Stückzahlen sowie Großstrukturen sehr aufwändig und teuer. Die geringen Bauraten etablierter 3D-Druckverfahren führen zu langen Prozesszeiten und sind in Verbindung mit den hohen Materialpreisen unrentabel für Großserien und Großbauteile. Die granulatverarbeitende 3D-Drucktechnologien auf Basis einer Extruderschnecke gestattet deutlich höhere Druckleistung von mehreren kg/h und verwendet ein kostengünstiges Kunststoffgranulat als Ausgangswerkstoff. Diese Art der 3D-Druck-Technologie erlaubt eine wirtschaftliche Herstellung von großformatigen Kunststoffbauteilen und Kleinserien und bietet zudem enormes Entwicklungspotential auch für die Fertigung funktionaler Werkzeuge und Vorrichtungen, wodurch es Hauptbestandteil der Forschungs- und Entwicklungsleistungen ist. Neben dem 3D-Druck spielen auch endkonturnahe und kraftflussgerechte Technologien eine wesentliche Rolle, wobei großes Potential in der Fusion der einzelnen Technologien gesehen wird. Aus diesem Grunde sind entsprechende technologische Ansätze für thermoplastische Near Net Shape (NNS)-Halbzeuge, deren Preforming-Fähigkeit und deren Kombinationspotential mit dem 3D-Druck entwicklungsseitig zu untersuchen und hinsichtlich ihrer Ökonomie, Ökologie und gesellschaftlichen Mehrwert zu bewerten.
Darüber hinaus besteht ein weiterer F&E-Ansatz in der Einbindung von endlosfaserverstärkten Kunststoffen (sog. Rods) in den 3D-Druck, insbesondere im Hinblick auf Carbonfasern. Hierfür sind Konzepte zu erarbeiten, prototypisch umzusetzen und derart zueinander in Verbindung zu bringen, dass sich beide Technologien, im Hinblick auf die Bauteilfertigung, komplementär ergänzen.

Beschreibung der Beschaffung

Leichtbau gehört zu den Game-Changer-Technologien, die eine Steigerung des Wachstums und der Wettbewerbsfähigkeit ebenso in den Fokus nehmen wie eine Sicherung des Klimaschutzes und der Nachhaltigkeit. Hierbei spielen Carbonfasern als Verstärkungsmaterial für thermoplastische Kunststoffe eine herausragende Rolle, da sie eine einzigartige Kombination aus geringem Gewicht, extrem hoher Steifigkeit und Festigkeit in Verbindung mit thermischer, UV- und Korrosionsbeständigkeit bieten. Bereits heute lassen sich daher carbonfaserverstärkte Kunststoff (CFK)-Bauteile herstellen, die gegenüber vergleichbaren Aluminiumbauteilen 30 % und gegenüber Stahlbauteilen sogar mehr als 50 % Gewichtsreduktion zulassen. Der massenhafte Einsatz dieser Fasern in Märkten wie Automotive, Windkraft, Bauwesen und Infrastruktur wird allerdings heute noch durch den hohen Preis der Fasern, der petrochemischer Basis und kostspielige Fertigungsverfahren verhindert. Die neu zu etablierende Carbon LabFactory, als Forschungs-Campus und Außenstelle der TU Chemnitz in Boxberg/Oberlausitz, hat sich aus diesen Gründen, abgeleitet aus den generationsübergreifenden und globalen Herausforderungen, zum Ziel gesetzt, „grüne“ Carbonfasern zu erforschen. Darüber hinaus bildet die Carbon LabFactory zukünftig die vollständige Wertschöpfungskette, über die textilen Verfahren bis hin zu den kunststoffverarbeitenden Prozessen, ab.
Zur Eruierung von Anwendungsmöglichkeiten konventioneller und insbesondere der neuartigen „grünen“ Carbonfasern in zukunftsorientierten Technologien schriebt die TU Chemnitz Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zu thermoplastischen carbonfaserverstärkten Themenstellen aus, welche die eigenen Forschungsanstrengungen komplementär ergänzen. Dazu gehören neben dem granulatverarbeitenden 3D-Druck ebenso Technologien zur kraftflussgerechten und endkonturnahen Herstellung von Faser-Kunststoff-Verbundbauteilen aus Carbonfasern und technischen Polymerwerkstoffen. Im Vordergrund der zu untersuchenden Verfahren und Prozesse stehen deren Serientauglichkeit, die Transformationspotentiale in die Wirtschaft, die Skalierungseffekte und die Wirtschaftlichkeit.
Die additive Herstellung von komplexen faserverstärkten Kunststoffbauteilen ist vor allem bei größeren Stückzahlen sowie Großstrukturen sehr aufwändig und teuer. Die geringen Bauraten etablierter 3D-Druckverfahren führen zu langen Prozesszeiten und sind in Verbindung mit den hohen Materialpreisen unrentabel für Großserien und Großbauteile. Die granulatverarbeitende 3D-Drucktechnologien auf Basis einer Extruderschnecke gestattet deutlich höhere Druckleistung von mehreren kg/h und verwendet ein kostengünstiges Kunststoffgranulat als Ausgangswerkstoff. Diese Art der 3D-Druck-Technologie erlaubt eine wirtschaftliche Herstellung von großformatigen Kunststoffbauteilen und Kleinserien und bietet zudem enormes Entwicklungspotential auch für die Fertigung funktionaler Werkzeuge und Vorrichtungen, wodurch es Hauptbestandteil der Forschungs- und Entwicklungsleistungen ist. Neben dem 3D-Druck spielen auch endkonturnahe und kraftflussgerechte Technologien eine wesentliche Rolle, wobei großes Potential in der Fusion der einzelnen Technologien gesehen wird. Aus diesem Grunde sind entsprechende technologische Ansätze für thermoplastische Near Net Shape (NNS)-Halbzeuge, deren Preforming-Fähigkeit und deren Kombinationspotential mit dem 3D-Druck entwicklungsseitig zu untersuchen und hinsichtlich ihrer Ökonomie, Ökologie und gesellschaftlichen Mehrwert zu bewerten.
Darüber hinaus besteht ein weiterer F&E-Ansatz in der Einbindung von endlosfaserverstärkten Kunststoffen (sog. Rods) in den 3D-Druck, insbesondere im Hinblick auf Carbonfasern. Hierfür sind Konzepte zu erarbeiten, prototypisch umzusetzen und derart zueinander in Verbindung zu bringen, dass sich beide Technologien, im Hinblick auf die Bauteilfertigung, komplementär ergänzen.

Liste und kurze Beschreibung der Bedingungen

Die Befähigung und Erlaubnis zur Berufsausübung, die wirtschaftliche und finanzielle Leistungsfähigkeit sowie die technische und berufliche Leistungsfähigkeit können mit den in §§ 42 bis 51 VgV bzw. § 122 Abs. 3 GWB genannten Belegen nachgewiesen werden. Soweit solche Belege nicht vorhanden sind oder keine entsprechend aussagekräftigen Informationen enthalten, sind zum Nachweis folgende Einzelbelege mit dem Angebot einzureichen:
1. Eigenerklärung, dass sich das Unternehmen nicht in Insolvenz oder in Liquidation befindet sowie Eigenerklärung, aus der hervorgeht, dass der Unternehmer seinen gesetzlichen Verpflichtungen zur Zahlung von Steuern und Abgaben sowie Sozialbeiträgen gemäß gemeinsamer Bekanntmachung der Sächsischen Staatsministerien für Wirtschaft und Arbeit sowie Finanzen vom 24.06.2003 nachkommt;
2. Eigenerklärung zur Einhaltung des Mindestlohngesetzes (MiLoG).
3. Mit Angebotsabgabe ist mindestens eine Referenz für die Durchführung einer Forschungs- und Entwicklungsdienstleistung zu nennen, die verdeutlicht, dass der Auftragnehmer einerseits über das entsprechende fachliche Know-How verfügt und andererseits in der Lage ist Großprojekte mit ähnlichem Umfang und Zeitrahmen zu koordinieren. Die Referenzen sind auf einer eigenen gesonderten Anlage gemäß der Tabelle in Anlage C darzustellen.
Der Bieter hat auf Verlangen der Vergabestelle unverzüglich einen Auszug aus dem Gewerbezentralregister vorzulegen. Der Auszug darf nicht älter als drei Monate sein.
Bei ausländischen Bewerbern gelten adäquate Bescheinigungen des Ursprungs- oder Herkunftslandes in beglaubigter deutscher Übersetzung.

Liste und kurze Beschreibung der Auswahlkriterien

Die Befähigung und Erlaubnis zur Berufsausübung, die wirtschaftliche und finanzielle Leistungsfähigkeit sowie die technische und berufliche Leistungsfähigkeit können mit den in §§ 42 bis 51 VgV bzw. § 122 Abs. 3 GWB genannten Belegen nachgewiesen werden. Soweit solche Belege nicht vorhanden sind oder keine entsprechend aussagekräftigen Informationen enthalten, sind zum Nachweis folgende Einzelbelege mit dem Angebot einzureichen:
1. Eigenerklärung, dass sich das Unternehmen nicht in Insolvenz oder in Liquidation befindet sowie Eigenerklärung, aus der hervorgeht, dass der Unternehmer seinen gesetzlichen Verpflichtungen zur Zahlung von Steuern und Abgaben sowie Sozialbeiträgen gemäß gemeinsamer Bekanntmachung der Sächsischen Staatsministerien für Wirtschaft und Arbeit sowie Finanzen vom 24.06.2003 nachkommt;
2. Eigenerklärung zur Einhaltung des Mindestlohngesetzes (MiLoG).
3. Mit Angebotsabgabe ist mindestens eine Referenz für die Durchführung einer Forschungs- und Entwicklungsdienstleistung zu nennen, die verdeutlicht, dass der Auftragnehmer einerseits über das entsprechende fachliche Know-How verfügt und andererseits in der Lage ist Großprojekte mit ähnlichem Umfang und Zeitrahmen zu koordinieren. Die Referenzen sind auf einer eigenen gesonderten Anlage gemäß der Tabelle in Anlage C darzustellen.
Der Bieter hat auf Verlangen der Vergabestelle unverzüglich einen Auszug aus dem Gewerbezentralregister vorzulegen. Der Auszug darf nicht älter als drei Monate sein.
Bei ausländischen Bewerbern gelten adäquate Bescheinigungen des Ursprungs- oder Herkunftslandes in beglaubigter deutscher Übersetzung.

Liste und kurze Beschreibung der Auswahlkriterien

Die Befähigung und Erlaubnis zur Berufsausübung, die wirtschaftliche und finanzielle Leistungsfähigkeit sowie die technische und berufliche Leistungsfähigkeit können mit den in §§ 42 bis 51 VgV bzw. § 122 Abs. 3 GWB genannten Belegen nachgewiesen werden. Soweit solche Belege nicht vorhanden sind oder keine entsprechend aussagekräftigen Informationen enthalten, sind zum Nachweis folgende Einzelbelege mit dem Angebot einzureichen:
1. Eigenerklärung, dass sich das Unternehmen nicht in Insolvenz oder in Liquidation befindet sowie Eigenerklärung, aus der hervorgeht, dass der Unternehmer seinen gesetzlichen Verpflichtungen zur Zahlung von Steuern und Abgaben sowie Sozialbeiträgen gemäß gemeinsamer Bekanntmachung der Sächsischen Staatsministerien für Wirtschaft und Arbeit sowie Finanzen vom 24.06.2003 nachkommt;
2. Eigenerklärung zur Einhaltung des Mindestlohngesetzes (MiLoG).
3. Mit Angebotsabgabe ist mindestens eine Referenz für die Durchführung einer Forschungs- und Entwicklungsdienstleistung zu nennen, die verdeutlicht, dass der Auftragnehmer einerseits über das entsprechende fachliche Know-How verfügt und andererseits in der Lage ist Großprojekte mit ähnlichem Umfang und Zeitrahmen zu koordinieren. Die Referenzen sind auf einer eigenen gesonderten Anlage gemäß der Tabelle in Anlage C darzustellen.
Der Bieter hat auf Verlangen der Vergabestelle unverzüglich einen Auszug aus dem Gewerbezentralregister vorzulegen. Der Auszug darf nicht älter als drei Monate sein.
Bei ausländischen Bewerbern gelten adäquate Bescheinigungen des Ursprungs- oder Herkunftslandes in beglaubigter deutscher Übersetzung.