Die Professur F\u00f6rdertechnik der TU Chemnitz hat gemeinsam mit regionalen Unternehmen ein Kunststoff-Compound entwickelt, das zu 60 Prozent aus dem nachwachsenden Rohstoff Haferspelzen besteht.<\/b><\/p>\n
Bevor ein B\u00e4cker einen Brotlaib in den Ofen schiebt, streut er eine Hand voll Haferspelzen auf die Backfl\u00e4che – das verhindert, dass der Teig kleben bleibt und anbrennt. “Andere Anwendungen f\u00fcr Haferspelzen gibt es derzeit allerdings nicht. Es ist ein Abfallprodukt, das nicht als Nahrungsmittel dienen und auch nicht an Tiere verf\u00fcttert werden kann”, sagt Prof. Dr. Klaus Nendel, Inhaber der Professur F\u00f6rdertechnik an der Technischen Universit\u00e4t Chemnitz. Das Vorgehen des B\u00e4ckers brachte die Chemnitzer F\u00f6rdertechniker jedoch auf eine Idee, denn es zeigt, dass Haferspelzen hitzebest\u00e4ndiger sind als viele andere nachwachsende Rohstoffe. Diese werden in Kunststoffe eingearbeitet, um sie stabiler zu machen. “Allerdings tritt bei der Verarbeitung h\u00e4ufig das Problem auf, dass die nachwachsenden Rohstoffe ab etwa 160 bis 180 Grad Celsius thermisch gesch\u00e4digt werden”, so Nendel. Haferspelzen \u00fcberstehen hingegen bis zu 220 Grad Celsius – optimal f\u00fcr den Einsatz in der Kunststoffverarbeitung.<\/p>\n
Die Spelzen, die die Bl\u00fcten des Korns umgeben, werden beim Hafer bereits vor dem Quetschen der K\u00f6rner in der Verarbeitung ausgesondert. Zusammen mit Kunststoffen werden daraus erst ein Compound und dann Bauteile. F\u00fcr deren Herstellung arbeiteten die TU-F\u00f6rdertechniker mit drei Unternehmen aus der Chemnitzer Region zusammen. Die C.F. Rolle GmbH M\u00fchle aus Waldkirchen bereitete die Haferspelzen auf, trocknete und zerkleinerte den Rohstoff. Die CKT Kunststofftechnik GmbH aus Mittweida stellte aus Spelzen und Kunststoff das Compound her; die Kunststofftechnik Wei\u00dfbach GmbH aus Gornau war f\u00fcr die Weiterverarbeitung zu Probek\u00f6rpern zust\u00e4ndig. Diese wurden in den Labors der TU Chemnitz umfangreich getestet.<\/p>\n
Untersucht haben die Wissenschaftler verschiedene Kunststoffarten, unterschiedliche K\u00f6rnungen der Haferspelzen, die Mischungsverh\u00e4ltnisse und Kennwerte f\u00fcr Reibung und Verschlei\u00df sowie die mechanischen Eigenschaften. Als optimal stellte sich eine Mischung des Kunststoffes Polyethylen (PE) mit 60 Prozent Haferspelzen heraus. Deutliche Vorteile des neuen Materials zeigten sich bei Reibung und Verschlei\u00df. Dabei tritt nicht nur am Bauteil aus dem mit Haferspelzen versetzten Kunststoff weniger Verschlei\u00df auf, sondern auch an den Reibpartnern aus Kunststoff oder Stahl. Nachteile zeigen sich beim derzeitigen Stand der Forschung noch bei den mechanischen Eigenschaften. Die Haferspelzen stellen keine Faserverst\u00e4rkung im klassischen Sinne dar. Auch bei starken Schwankungen der Luftfeuchtigkeit ist der Werkstoff nicht geeignet, da die Haferspelzen aufquellen k\u00f6nnen. “Werden die ermittelten Grenzen beachtet, l\u00e4sst sich jedoch aus den Vorteilen ein deutlicher technischer Mehrwert generieren”, sagt Nendel.<\/p>\n
Da Haferspelzen als Rohstoff weniger kosten als Kunststoff, werden auch die fertigen Bauteile preiswerter sein. “Eine Kostenersparnis von rund 30 Prozent ist realistisch”, so Nendel. Zudem ergeben sich Vorteile f\u00fcr die Umwelt: Zum einen wird Kunststoff und damit Erd\u00f6l eingespart. Zum anderen sinkt mit der Reibung auch der Energieverbrauch im Betrieb von technischen Systemen. Gleichzeitig m\u00fcssen die Bauteile durch den verminderten Verschlei\u00df seltener erneuert werden. Einsatzm\u00f6glichkeiten f\u00fcr das Compound bieten sich deshalb vor allem dort, wo tribologische Problemstellungen ein Einsparungspotenzial f\u00fcr Energie darstellen, also auch in der F\u00f6rdertechnik. “Die aktuell in der Praxis verwendeten Kunststoffgleitleisten weisen ein gro\u00dfes Verbesserungspotenzial hinsichtlich Reibung und Verschlei\u00df auf”, so Nendel. Derzeit arbeiten die Wissenschaftler daran, statt kleiner Probek\u00f6rper gro\u00dfe Halbzeuge herzustellen. Daf\u00fcr m\u00fcssen sie die Fertigung vom Spritzguss auf Extrusion umstellen. Klappt dieser Sprung, kann auch eine effiziente Serienfertigung bzw. eine Markteinf\u00fchrung des neuartigen Werkstoffes gelingen. “Erste Unternehmen haben bereits Interesse signalisiert”, sagt Nendel.<\/p>\n
Das Projekt wurde vom Bundesministerium f\u00fcr Wirtschaft und Technologie mit rund 400.000 Euro f\u00fcr zwei Jahre gef\u00f6rdert und von der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungseinrichtungen “Otto von Guericke” e.V. betreut.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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