{"id":150993,"date":"2024-09-26T07:23:00","date_gmt":"2024-09-26T05:23:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=150993"},"modified":"2024-09-20T12:21:44","modified_gmt":"2024-09-20T10:21:44","slug":"verkleidungsbauteile-hanf-kann-glasfasern-in-vielen-anwendungen-ersetzen-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/verkleidungsbauteile-hanf-kann-glasfasern-in-vielen-anwendungen-ersetzen-2\/","title":{"rendered":"Verkleidungsbauteile: Hanf kann Glasfasern in vielen Anwendungen ersetzen"},"content":{"rendered":"\n\n
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\"Detailaufnahme<\/a>
Detailaufnahme eines Bauteils aus Naturfaser-SMCs (Zuginnenverkleidung). Gut sichtbar sind neben dem Faserverlauf die geometrischen Freiheitsgrade, die das Material erlaubt. \u00a9 Fraunhofer IWU<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Als Sheet Moulding Compounds (SMCs) werden langfaserverst\u00e4rkte Halbzeuge bezeichnet, mit denen sich im Flie\u00dfpressverfahren komplexe Formteile mit hoher Oberfl\u00e4chenqualit\u00e4t herstellen lassen. Das Fraunhofer IWU Zittau und die Hochschule Zittau\/G\u00f6rlitz erforschen biologische Alternativen f\u00fcr Glasfasern in Verbundwerkstoffen. Das Ziel sind wirtschaftliche Herstellungsverfahren, damit schon bald der Umstieg auf weniger umweltbelastende biogene Reststoffe zur Faserverst\u00e4rkung gelingt. <\/strong><\/p>\n\n\n

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\"\"<\/a>
Hanffasern statt Glasfasern: Biogene Reststoffe k\u00f6nnen in SMCs Kunstfasern ersetzen, deren Herstellungsprozess energieintensiv ist. Im Bild: Gr\u00f6bere Hanffasern auf dem F\u00f6rderband vor dem Aufschlie\u00dfen und Verbinden mit der Matrix. \u00a9 Fraunhofer IWU<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Die Einsatzm\u00f6glichkeiten f\u00fcr SMC-Bauteile sind vielf\u00e4ltig. Sie dienen als Innenverkleidungen in Z\u00fcgen und Bahnen, Au\u00dfenverkleidungen f\u00fcr LKW und Landmaschinen oder sch\u00fctzen elektrische Verteilerk\u00e4sten und Schaltanlagen.<\/p>\n\n\n\n

Dr. Rafael Cordeiro ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Kunststoffzentrum Oberlausitz und im LaNDER\u00b3-Projekt der Hochschule Zittau\/G\u00f6rlitz. Er arbeitet insbesondere an Zuginnenverkleidungen, bei denen die Glasfaser durch Naturfasern in Kombination mit Harz ersetzt wird. Als Naturfaser dient Hanf \u2013 genauer die gr\u00f6beren Fasern, die als Nebenprodukt bei der Textilherstellung mit Hanf anfallen. Der Gewichtsanteil der Naturfaser im neu entwickelten SMC betr\u00e4gt etwa 15 Prozent; durch den geplanten Einsatz von biobasiertem Harz als Matrix, also der Komponente, in der die Fasern eingebettet sind, steigt der \u00bbnat\u00fcrliche\u00ab Anteil k\u00fcnftig auf bis zu 38 Prozent. Hinzu kommen 55 Prozent Mineralstoffe wie Calciumcarbonat (bekannt als Kalkstein bzw. Kreide) oder Aluminiumhydroxidhydrat, das in der Natur als Bauxit vorkommt. Die verbleibenden 7 Prozent sind \u00fcberwiegend petrochemische Zusatzstoffe, f\u00fcr die es derzeit noch keinen biobasierten Ersatz gibt. Nachfolgend wichtige Fakten zu Naturfaser-SMCs.<\/p>\n\n\n\n

Herausforderungen f\u00fcr die Produktion<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Eine Herausforderung f\u00fcr die Produktion ist, dass insbesondere Naturfasern Feuchtigkeit binden und in L\u00e4ndern mit hoher Luftfeuchtigkeit eine vorherige Trocknung erforderlich sein kann, da sonst Blasenbildung auftreten kann. Die Blasenbildung h\u00e4ngt auch von der Impr\u00e4gnierung ab.<\/p>\n\n\n

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Dr. Rafael Cordeiro forscht am Fraunhofer IWU in Zittau an Verbundwerkstoffen mit Naturfasern.\u00a0\u00a9 Fraunhofer IWU<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
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Dr. Cordeiro<\/strong>: \u00bbDas Naturfaser-SMC ist so entwickelt, dass f\u00fcr die Produktion gr\u00f6\u00dferer St\u00fcckzahlen nur sehr geringe zus\u00e4tzliche Anlageninvestitionen und nur minimale Prozessparameter\u00e4nderungen erforderlich sind.\u00ab<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Energieaufwand bei der Herstellung<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Bei der Herstellung von Halbzeugen und Bauteilen durch Flie\u00dfpressen gibt es hinsichtlich der Prozesse und der ben\u00f6tigten Energie keine signifikanten Unterschiede zwischen Naturfaser- und Glasfaser-SMCs. Die Halbzeugherstellung erfolgt bei Raumtemperatur, weshalb der Energiebedarf der Anlage relativ gering ausf\u00e4llt. Die Umformung von Bauteilen findet in einem Hei\u00dfpressprozess in hydraulischen Pressen statt, bei Temperaturen zwischen 110 \u00b0C und 150 \u00b0C. Dieses Temperaturfenster liegt unter dem von thermoplastischen Bauteilen und erfordert keine K\u00fchlungs- bzw. Heizzyklen der Werkzeuge, mit entsprechend positiven Auswirkungen auf den Energiebedarf.<\/p>\n\n\n\n

Auswirkungen auf Mensch und Umwelt<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Wie bei allen Produkten aus Kunststoff besteht auch hier die M\u00f6glichkeit der Bildung von Mikroplastik durch Abrieb. Die am Fraunhofer IWU in Zittau entwickelten Naturfaser-SMCs sind jedoch f\u00fcr die genannten Anwendungen vorgesehen, bei denen es zu keinem intensiven Abrieb kommt. Die Substitution von Glasfasern durch Hanffasern f\u00fchrt zu einer erheblichen Reduzierung von Haut- und Atemwegsreizungen bei Mitarbeitenden im Bereich der Material- und Produktherstellung sowie beim Umgang mit besch\u00e4digten Teilen oder bei der Entsorgung. Dar\u00fcber hinaus resultieren aus der Herstellung von Hanffasern deutlich geringere CO2<\/sub>-Emissionen als bei Glasfasern, was die Umweltauswirkungen erheblich reduziert.<\/p>\n\n\n\n

Haltbarkeit<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Die typische Lebensdauer von Naturfaser-SMCs liegt bei bis zu 30 Jahren, abh\u00e4ngig davon, ob das Material f\u00fcr Innen- oder Au\u00dfenanwendungen genutzt wird. Durch eine gezielte Einstellung des Matrix-Harzes l\u00e4sst sich beispielsweise die Witterungsbest\u00e4ndigkeit erh\u00f6hen.<\/p>\n\n\n\n

Biologische Abbaubarkeit, Recyclingf\u00e4higkeit<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

\u00c4hnlich konventionellen SMCs k\u00f6nnen auch Naturfaser-SMCs nicht recycelt werden. Letztere sind zwar nicht als Ganzes biologisch abbaubar, allerdings laufen vielversprechende Versuche, um die Naturfaser von der Matrix und dem F\u00fcllstoff zu trennen, damit der Naturfaser-Anteil kompostiert und der F\u00fcllstoff wiederverwendet werden kann. Die Fasern sind nach der Trennung so klein, dass sie nicht mehr in SMC-Anwendungen weiterverwendet werden k\u00f6nnen. Zur technologischen Wiederverwendung der gewonnenen Kurzfasern besteht weiterer Forschungsbedarf.<\/p>\n\n\n\n

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Dr. Rafael Cordeiro<\/strong>: \u00bbDie Nachhaltigkeitsbilanz von Naturfaser-SMCs ist noch nicht perfekt. Aber sie ist schon heute wesentlich besser als bei glasfaserverst\u00e4rkten Verbundmaterialien. Auch die Materialkosten stimmen. Somit sind die von uns entwickelten Alternativen zu klassischen Glasfaser-SMCs definitiv marktf\u00e4hig. Die Herstellung nachhaltigerer SMC- Bauteile ist m\u00f6glich.\u00ab\u00a0<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Die Angaben zu Naturfaser-SMCs basieren auf einem Interview von Tina-Seline G\u00f6ttinger mit Dr. Rafael Cordeiro im Rahmen einer Bachelorarbeit. <\/p>\n\n\n

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