{"id":120859,"date":"2023-01-13T07:26:00","date_gmt":"2023-01-13T06:26:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=120859"},"modified":"2023-01-10T11:33:38","modified_gmt":"2023-01-10T10:33:38","slug":"flachs-und-hanf-statt-glas-und-carbon-wie-werden-composites-nachhaltig","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/flachs-und-hanf-statt-glas-und-carbon-wie-werden-composites-nachhaltig\/","title":{"rendered":"Flachs und Hanf statt Glas und Carbon: Wie werden Composites nachhaltig?"},"content":{"rendered":"\n\n\n
Um die notwendigen internationalen Nachhaltigkeitsziele erreichen zu k\u00f6nnen, m\u00fcssen Unternehmen alternative nachhaltige Rohstoffe f\u00fcr ihre Produkte sourcen. Dies gilt auch f\u00fcr komplexe Composite Produkte wie elektrische Leichtfahrzeuge, Sportartikel, M\u00f6bel und Lifestyle Accessoires. Ein kleines Unternehmen mit dem Namen Fuse aus Markkleeberg in Sachsen bietet mit ihren 100% biobasierten Naturfaserhalbzeugen aus Hanf- und\/oder Flachsfasern f\u00fcr industrielle Hochleistungs-Verbundwerkstoffanwendungen eine geeignete L\u00f6sung an.<\/p>\n\n\n\n
Die naturfaserverst\u00e4rkten UD-Tapes sind in verschiedenen Breiten verf\u00fcgbar.\u00a0(Bild: Fuse)<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n
Fuse steht f\u00fcr \u201aFibers In Use\u2018, denn der Gedanke hinter dem Produkt ist, dass sich mit den Fuse-Halbzeugen nachhaltige Composite-Produkte besonders leicht und effektiv herstellen lassen, die auch in der industriellen Anwendung bestehen. Mit einer regionalen Lieferkette hat das Unternehmen die Kontrolle \u00fcber die Erzeugnisqualit\u00e4t und erm\u00f6glicht es, Halbzeuge anzubieten, die eine optimale Klimabilanz haben<\/p>\n\n\n\n
Wie alles begann<\/h2>\n\n\n\n
Hanftape ersetzt die Glasfaser im Skistock von Troi.composite und im Freerideski der Firma Spurart.\u00a0(Bild: Fuse)<\/small><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n
Die Gr\u00fcnder Lovis Kneisel und Kay K\u00f6lzig haben Fuse im Jahr 2021 als Marke der Sachsen Leinen GmbH ins Leben gerufen. Dennoch, \u201eWie bei vielen innovativen Produkten steckt auch hinter Fuse ein mehrj\u00e4hriger Forschungs- und Entwicklungsprozess\u201c, berichtet Lovis Kneisel. \u201eAlles begann mit zwei Fragen: Erstens, wie kann aus Naturfasern m\u00f6glichst effizient eine homogene und belastbare Fl\u00e4che f\u00fcr den Bau von Biocomposites geschaffen werden? Und zweitens, wie kann eine solche homogene Fl\u00e4che aus Naturfasern sowohl nachhaltig als auch kosteng\u00fcnstig produziert werden, um als konkurrenzf\u00e4hige Alternative gegen\u00fcber synthetischen \u00c4quivalenten am Markt bestehen zu k\u00f6nnen?\u201c Diese zwei Fragen haben die beiden Gr\u00fcnder immer wieder besch\u00e4ftigt und schlie\u00dflich Taten folgen lassen. In Kooperation mit verschiedenen Industrie- und Forschungspartnern haben sie beide Fragestellungen immer wieder beleuchtet und aus verschiedenen Blickwinkeln betrachtet. Durch intensive Entwicklungsarbeiten konnten sie im Laufe der Jahre die Zahlen und Fakten gewinnen, die sie immer n\u00e4her zum idealen Naturfaserhalbzeug inklusive nachhaltiger Lieferkette gebracht haben. <\/p>\n\n\n\n
Kay K\u00f6lzig fasst zusammen: \u201eAls wir endlich mit dem Ergebnis zufrieden waren, war es Zeit, Fuse auf den Markt zu bringen und es mit unseren Partnern in diversen Produktanwendungen auf Herz und Nieren zu pr\u00fcfen.\u201c Gepr\u00fcft wurde in der Tat. So sind bereits Ski und Skist\u00f6cke sowie ein Fahrradrahmen unter Einsatz der Naturfaser-UD-Tapes entstanden. Doch auch im Labor wurden die UD-Tapes auf ihre technischen Eigenschaften untersucht und k\u00f6nnen als nat\u00fcrliche Alternative zu synthetischen Pendants aus Glasfaser \u00fcberzeugen.\u00a0<\/p>\n\n\n\n
Warum Composite plus Nachhaltigkeit herausfordernd ist<\/h3>\n\n\n\n
Mit Hanftape verst\u00e4rkter Fahrradrahmen aus Schichtholz der Firma Norrcycle.\u00a0(Bild: Fuse)<\/small><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n
Der nachhaltige Ersatz von Glas- und Carbonfaser ist genau das, was die Markkleeberger antreibt. Das Jungunternehmen hat die Vision, den Compositemarkt zu revolutionieren und Compositewerkstoffe zu dem zu machen, was sie eigentlich sein sollten: leicht, effizient und nachhaltig. Ziel der beiden Unternehmer ist es, die CO2-Emissionen im Compositemarkt drastisch zu reduzieren. Compositeprodukte sind aus der heutigen Welt nicht mehr wegzudenken und kommen in vielen wichtigen Lebensbereichen wie Energieerzeugung, Maschinenbau, Fahrzeugbau oder Sport und Freizeit vor. Im Gro\u00dfteil der F\u00e4lle werden Composites aus Carbon oder Glasfaser hergestellt. Beide Materialien ben\u00f6tigen in der Produk-tion gro\u00dfe Energiemengen und lassen sich gar nicht oder nur sehr schwer am Ende ihres Produktzyklus recyceln und entsorgen. In Anbetracht der Masse an Compositeprodukten stellt dies uns als Gesellschaft vor eine riesige Herausforderung. <\/p>\n\n\n\n
Noch konkreter l\u00e4sst sich das am Beispiel der Windkraftr\u00e4der verstehen. Im Rahmen der Nachhaltigkeitsziele und Energiewende ist es sinnvoll, mehr Windkraft zu nutzen und somit mehr Windparks zu errichten. Die Rotorbl\u00e4tter der Windr\u00e4der werden zu gro\u00dfen Teilen aus Glasfaser hergestellt. Dabei werden 25 t Glasfaserverbund pro Rotorblatt eingesetzt. Nach circa 20 Jahren m\u00fcssen die Windkraftr\u00e4der erneuert werden. Jedes Jahr m\u00fcssen somit in Europa 4.000 Rotorbl\u00e4tter ersetzt und entsorgt werden. Das sind 100.000 t an Glasfaser im Jahr, Tendenz steigend. Glasfaser l\u00e4sst sich nach dem heutigen technischen Stand nicht \u00f6konomisch sinnvoll recyceln. Im Fall der Rotorbl\u00e4tter werden diese entweder f\u00fcr die Produktion von Stahl oder Zement genutzt oder deponiert. Das ist nur bedingt als eine nachhaltige <\/small>Entsorgungsl\u00f6sung zu sehen.\u00a0<\/p>\n\n\n\n
Musterteil aus hanffaserverst\u00e4rktem PA 1010.\u00a0(Bild: Fuse)<\/small><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n
Deshalb wurde Fuse mit dem 2. Platz beim Biopolymer Innovation Award 2022 ausgezeichnet<\/h3>\n\n\n\n
Beeindruckt hat die Jury aus technischer Sicht unter anderem die Gleichm\u00e4\u00dfigkeit, mit der die Fasern vom Biopolymer \u00fcberzogen sind. Weiterhin, dass ein leichtes, bioabbaubares Verbundmaterial entwickelt wurde, das mit etablierter Fertigungstechnologie hergestellt werden kann. Dadurch kann die derzeit f\u00fcr unidirectionale-Tapes eingesetzte Werkstoffkombination aus Polypropylen mit Glasfasern durch biobasiertes Polyamid mit Flachs- oder Hanffaserverst\u00e4rkung ersetzt werden. Bemerkenswert ist auch, dass die Entwicklung aus einer Region stammt, in der die Transformation von der Braunkohle- und Chemieindustrie hin zu Agrar- und nat\u00fcrlichen Stoffen gelungen ist und diese Rohstoffbasis bereits industriell genutzt wird. Aus den nat\u00fcrlichen Materialien entstehen unter anderem hochtechnische Produkte, die am Ende ihrer Nutzungsphase rezykliert und als kurzfaserverst\u00e4rkter Kunststoff ein zweites Leben erhalten, bevor sie am Ende ihres Lebenszyklus der biologischen Wiederverwertung zugef\u00fchrt werden.<\/p>\n\n\n\n
Naturfasern als Alternative<\/h3>\n\n\n\n
Ein m\u00f6glicher L\u00f6sungsansatz ist es, die mineralischen Faserstoffe in daf\u00fcr geeigneten Anwendungen durch nat\u00fcrliche Alternativen zu ersetzen. Hierf\u00fcr eignen sich vor allem Hanf- und Flachsfasern. Beide Fasern weisen eine geringe Dichte und sehr gute mechanische Eigenschaften auf. Die hohe Steifigkeit pr\u00e4destiniert sie f\u00fcr den Einsatz in Compositen.\u00a0<\/p>\n\n\n\n
Bisher bestanden allerdings immer zwei Probleme beim Einsatz von Naturfasern in Compositen: Naturfaserhalbzeuge sind aktuell wirtschaftlich gesehen nicht wettbewerbsf\u00e4hig gegen\u00fcber Halbzeugen aus mineralischen Faserstoffen und weisen teilweise eine geringe Praxistauglichkeit in industriellen High-Tech-Anwendung auf. Das Fuse-Team hat dieses Problem verstanden und Halbzeuge zum Bau von Compositeprodukten entwickelt, die mit den technischen und wachsenden \u00f6kologischen Anforderungen der Industrie mithalten k\u00f6nnen und das bei gleichzeitig kompetitiven Preisen. Ein gutes Beispiel daf\u00fcr sind die UD-Tapes. Mit den Halbzeugen aus Hanf oder Flachs haben Unternehmen die M\u00f6glichkeit, ihre Compositeprodukte nachhaltiger zu gestalten und gleichzeitig ihre hohen technischen Standards zu halten. Am Ende des Produktlebenszyklus lassen sich mit Fuse UD-Tapes hergestellte Compositeprodukte recyceln oder beinahe CO2-neutral thermisch entsorgen.<\/p>\n\n\n\n
Technische Eigenschaften der UD-Tapes<\/h3>\n\n\n\n
Doch wie genau sind die technischen Eigenschaften der UD-Tapes, wenn sie f\u00fcr industrielle Hochleistungs-Verbundwerkstoffanwendungen in Frage kommen? Zwei seiner herausragenden Eigenschaften sind die sehr homogene Fl\u00e4chengewichtsverteilung und die hohe Faserorientierung. Durch die besondere gerichtete Anordnung nutzen die Halbzeuge das volle Leistungspotenzial der nat\u00fcrlichenAnzeige<\/small>Faserstoffe. Derzeit werden die UD-Tapes aus Sachsen aus Hanf- und\/oder Flachsfasern zur duroplastischen Verarbeitung hergestellt. Aber auch thermoplastische Varianten, die mit einem Biopolymer wie PLA, PA 1010 oder PA 11 hergestellt werden, sind denkbar oder bereits in der Entwicklung. Durch die hohe Flexibilit\u00e4t des Herstellungsverfahrens kann eine Vielzahl von Polymeren verarbeitet werden. Mit einem einstellbaren Fl\u00e4chengewicht von 100 bis 250 g\/m\u00b2 und einer Arbeitsbreite von bis zu 25 cm eignen sich die Tapes besonders zum Herstellen von Verbundteilen mit spezifischen Eigenschaftsprofilen.<\/p>\n\n\n\n
Die nachhaltigen Halbzeuge bestehen zu 100% aus biobasierten Rohstoffen aus nachhaltigem, regionalem Anbau in Europa und haben somit einen sehr guten CO2-Fu\u00dfabdruck. Durch den regionalen Bezug der Fasern ist die Lieferkette sehr kurz. Dies wiederum erm\u00f6glicht es, Kosten gering zu halten und eine Wettbewerbsf\u00e4higkeit zu garantieren.<\/p>\n\n\n\n
Kollaboration mit Abnehmern: Von Industrie bis Lifestyle<\/h2>\n\n\n\n
Durch die breite Produktpalette an Fasern sowie thermoplastischen und duroplastischen Verarbeitungsoptionen, ist den m\u00f6glichen Produktanwendungen f\u00fcr Fuse-Halbzeugen keine Grenze gesetzt. Von den klassischen Compositeindustrien wie Mobilit\u00e4t, Sport bis hin zu Lifestyleprodukten wie Accessoires oder M\u00f6bel ist vieles m\u00f6glich. Hier kommt ein weiterer wichtiger Erfolgsfaktor der Markkleeberger mit ins Spiel: die enge Zusammenarbeit mit halbzeugverarbeitenden Unternehmen. Firmenphilosophie ist es, gemeinsam mit den Verarbeitern die passenden faserhalbzeugspezifischen Compositeprodukte zu entwickeln. So ist bereits ein Ski zusammen mit dem Skihersteller Spurart aus dem UD-Tape entstanden. Der norwegische Fahrradhersteller Norrcycle optimiert mit dem s\u00e4chsischen Team einen Fahrradrahmen. DurchAnzeige<\/small>diese enge Kunden- und Anwenderorientierung entwickelt sich auch das Produkt an sich stetig weiter, inklusive der daf\u00fcr notwendigen Evolutionsschritte. Der Entwicklungsschritt von duroplastischen Halbzeugen zu thermoplastischen L\u00f6sungen ist nur ein Beispiel daf\u00fcr. Gut vorstellen kann sich das Team auch Halbzeuge aus anderen Naturfasern wie Schafwolle oder Ananasfasern.<\/p>\n\n\n\n
Die Gr\u00fcnder von Fuse: Lovis Kneisel und Kay K\u00f6lzig (v.l.) (Bild: Fuse)<\/small><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n
Wohin die Reise gehen k\u00f6nnte<\/h3>\n\n\n\n
Doch die Reise ist noch nicht zu Ende. Die engen Kontakte zur Forschung helfen dem Team auch weiterhin, Fuse zu optimieren und neue Produkt- und Anwendungsfelder zu entwickeln. So betont Lovis Kneisel: \u201eWir verstehen uns nicht nur als Hersteller, sondern auch als Dienstleister. Das hei\u00dft konkret, dass wir mit unseren Kunden gemeinsam an ihrer Produktentwicklung arbeiten. Hierf\u00fcr stellen wir das notwendige Know-how und Netzwerk zur Verf\u00fcgung, das es braucht, um bestehende Produkte neu zu denken.\u201c<\/p>\n\n\n\n
Dank<\/h3>\n\n\n\n
Ein besonderer Dank gilt den Partnern Troi.Composites, dem Fraunhofer IMWS und der Technischen Universit\u00e4t Chemnitz f\u00fcr die tatkr\u00e4ftige Unterst\u00fctzung im Entwicklungsprozess.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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