Der Einsatz von Naturfasern im Automobilbau ist keine neue Idee, bekanntlich enthielt schon die Karosserie des Trabant ein Duroplast, das mit Baumwollfasern verst\u00e4rkt war, was dem Trabi den Spitznamen “Plastebomber” einbrachte. Aber auch der westdeutsche Fahrzeugbau setzte auf nachwachsende Rohstoffe: So fertigte die zur Borgward-Gruppe geh\u00f6rende Lloyd Maschinenfabrik in Bremen die Karosserie ihrer Modelle Lloyd P 300 und 400 Anfang der 50er Jahre aus mit Kunstleder bezogenem Sperrholz – wof\u00fcr der Volksmund wiederum die Bezeichnung “Leukoplastbomber” erfand. Bis Mitte der 50er Jahre wurde bei Lloyd das Sperrholz durch Stahl ersetzt, der Trabi hingegen blieb dem Baumwoll-Phenolharz-Konzept bis zum letzten Baujahr 1990 treu.<\/p>\n
W\u00e4hrend bei diesen beiden Beispielen die Ursache in der Materialknappheit der Nachkriegszeit bzw. der DDR zu suchen ist, werden Naturfasern heute unter genau entgegen gesetzten Vorzeichen eingesetzt und erforscht. Ihr gro\u00dfes Leichtbaupotenzial macht sie interessant f\u00fcr die Entwicklung moderner spritsparender Autos und f\u00fcr die Elektromobilit\u00e4t. Ein weiterer Pluspunkt von Flachs, Sisal, Kenaf und Co. ist ihre geringere Splitterneigung, die bei Unf\u00e4llen und bei der Verarbeitung von Vorteil ist.
\nBei Armaturenbrettern, Kofferraumauskleidungen und T\u00fcr- und S\u00e4ulenverkleidungen greifen Autobauer deshalb vor allem im Premium-Segment schon seit Jahren auf Naturfasern als Verst\u00e4rkungsmaterial zur\u00fcck.<\/p>\n
Im Au\u00dfenbereich haben sich naturfaserverst\u00e4rkte Kunststoffe hingegen noch nicht durchgesetzt, werden hier jedoch intensiv erforscht, so zum Beispiel im “Bioconcept-Car”, einem Rennwagen, der mit Unterst\u00fctzung der Hochschule Hannover nach und nach eine Karosserie aus Biowerkstoffen erh\u00e4lt. Das Bundesministerium f\u00fcr Ern\u00e4hrung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMEL) f\u00f6rdert das Projekt \u00fcber die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR). Besondere Potenziale sehen Wissenschaftler au\u00dferdem bei biobasierten Kohlenstofffasern, die die Eigenschaften von Carbonfasern mit den Vorteilen eines erneuerbaren Rohstoffs vereinen. Hier steht man aber noch relativ am Anfang der Entwicklung. Schlie\u00dflich ist st\u00e4rkebasiertes F\u00fcllmaterial f\u00fcr Autoreifen ein Forschungsthema.<\/p>\n
Ein besonders ambitionierter Automobilhersteller in Sachen nachwachsender Rohstoffe ist der Ford-Konzern. Das Unternehmen setzt im Rahmen seiner Nachhaltigkeitsstrategie unter anderem auf den Einsatz nachwachsender Rohstoffe, die Verwendung von recycelbaren Materialien und Ma\u00dfnahmen f\u00fcr einen verminderten CO2<\/sub>-Aussto\u00df. Schon heute bestehen \u00fcber 300 Bauteile in Ford-Fahrzeugen aus nat\u00fcrlichen Werkstoffen, darunter Sitzsch\u00e4ume aus Soja\u00f6l und T\u00fcrverkleidungen mit Kenaf- und Kokosfaser-Verst\u00e4rkung. Ford kooperiert au\u00dferdem mit Coca Cola, um die Biokunststoff-Technologie des Getr\u00e4nkeherstellers nutzen zu k\u00f6nnen: Der Limonadenproduzent stellt aus teilweise biobasiertem Polyethylentherephthalat (Bio-PET) seine “Plantbottle” her, Ford will den Werkstoff beispielsweise f\u00fcr Sitzbez\u00fcge und Kopfst\u00fctzen verwenden.<\/p>\n Um weitere Einsatzm\u00f6glichkeiten f\u00fcr nachwachsende Rohstoffe im Automobilbau systematisch zu pr\u00fcfen, entwickelt das Ford Forschungszentrum in Aachen seit 2011 gemeinsam mit zehn Partnern Werkstoff- und Flie\u00dfmodelle f\u00fcr naturfaserverst\u00e4rkte Spritzgie\u00dfmaterialien. Auch dieses Vorhaben wird vom BMELV \u00fcber die FNR gef\u00f6rdert. “Die komplexen Anforderungen bei der heutigen Produktentwicklung im Automobilbau sind ohne Computersimulationen nicht umsetzbar.” erl\u00e4utert Dr. Thomas Baranowski vom Ford Forschungszentrum in Aachen. Ziel des Projekts ist es, das Verhalten der Werkstoffe bei der Verarbeitung, aber besondere auch unter Praxisbedingungen zum Beispiel beim Crash im Computermodell zu simulieren. Im Ergebnis sollen Materialkarten f\u00fcr den Serieneinsatz in der Automobilindustrie entstehen. Auf Forschungsseite arbeiten das Institut f\u00fcr Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe (IfBB) der Hochschule Hannover, die Arbeitsgemeinschaft Biologische Werkstoffe der Hochschule Bremen, das Institut f\u00fcr Polymerwerkstoffe und Kunststofftechnik der Technischen Universit\u00e4t Clausthal zusammen mit dem Fraunhofer Institut f\u00fcr Betriebsfestigkeit und Systemzuverl\u00e4ssigkeit (LBF) und dem Polymer Engineering Center (PEC) der University of Wisconsin-Madison in den USA. Seitens der Industrie sind International Automotive Components (IAC), Lyondellbasell, das Kunststoffwerk Voerde, Simcon und M-Base neben dem Projektkoordinator Ford am Projekt beteiligt.<\/p>\n Zu Beginn des Vorhabens testeten die Wissenschaftler 18 Compoundvarianten aus Polypropylen (PP) mit Naturfasern, darunter Zelluloseregenerate mit unterschiedlichen Zellulosefaseranteilen, Sisal-, Hanf-, Weizenstroh- und Holzfasern sowie Pellets aus verschiedenen Fasern. Diese wurden zu Probek\u00f6rpern gespritzt und untersucht, um Daten zur Faserverteilung, zur Werkzeug- und Angussgeometrie, zum maschinen- und werkzeugseitigen Prozess sowie zur Material- bzw. Faserbelastung und -sch\u00e4digung zu erhalten. Erg\u00e4nzend fanden rheologische, thermische und mechanische Tests sowie mikroskopische Untersuchungen statt. Im Ergebnis dieser Untersuchungen entschieden sich die Projektpartner f\u00fcr das Sisal-Polypropylen-Compound als das am besten geeignete f\u00fcr die weiteren Projektschritte. Den Ausschlag hatten Vorteile beispielsweise in der Compoundierung, der Flie\u00dfl\u00e4nge, der Oberfl\u00e4chenqualit\u00e4t und der Steifigkeit gegeben.<\/p>\n F\u00fcr die Fertigungs- und Crashsimulation galt es dann, ein Validierungsbauteil auszuw\u00e4hlen. Die Anforderungen daf\u00fcr waren hoch: Es sollte ein Gro\u00dfserienbauteil sein, das bei IAC produziert wird, ein Sichtbauteil, das mit \u00fcberschaubarem Materialeinsatz herstellbar ist, aber auch gewisse Anforderungen in Bezug auf die Komplexit\u00e4t stellt. Schlie\u00dflich sollte das Bauteil crashrelevant sein und sich f\u00fcr einfache Bauteiltests eignen. Die Wahl des Prototypenbauteils fiel schlie\u00dflich auf den Handschuhkasten im Ford B-Max, der neben den genannten Anforderungen zus\u00e4tzlich eine weitere Herausforderung mitbringt: Zu seiner Herstellung ist ein Schwei\u00dfprozess zwischen Kasten und Klappe erforderlich. Im November 2013 pr\u00e4sentierte Ford die ersten Handschuhk\u00e4sten aus Sisal-PP-Compound der Fach\u00f6ffentlichkeit. Als n\u00e4chste Schritte in dem Projekt stehen nun die Komponententests der Demonstrationsbauteile sowie die daran angeschlossenen Simulationen des Herstellprozesses, der \u00dcbertragung auf Crashnetze, die Crashsimulation und die Validierung auf dem Programm.<\/p>\n Die Entwicklung von Simulations- und Materialmodellen f\u00fcr naturfaserverst\u00e4rkte Kunststoffe ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zum Serieneinsatz biobasierter Werkstoffe in Automobilen. “Wer den Tod nicht scheut, f\u00e4hrt Lloyd”, reimte der Volksmund einst \u00fcber den Leukoplastbomber. Dank der Forschungs- und Entwicklungsarbeit des Fordprojekts und \u00e4hnlicher Vorhaben werden k\u00fcnftige Autos aus pflanzenbasierten Materialien einmal ein besseres Image haben. Der Einsatz von Naturfasern im Automobilbau ist keine neue Idee, bekanntlich enthielt schon die Karosserie des Trabant ein Duroplast, das mit Baumwollfasern verst\u00e4rkt war, was dem Trabi den Spitznamen “Plastebomber” einbrachte. Aber auch der westdeutsche Fahrzeugbau setzte auf nachwachsende Rohstoffe: So fertigte die zur Borgward-Gruppe geh\u00f6rende Lloyd Maschinenfabrik in Bremen die Karosserie ihrer Modelle Lloyd […]<\/p>\n","protected":false},"author":59,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"","nova_meta_subtitle":"","footnotes":""},"categories":[5572],"tags":[],"supplier":[6286,1245,19232,1557,438,6809,188,3513,2840,3731,2841,901,248,2842,333],"class_list":["post-24656","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","supplier-bundesministerium-ernahrung-landwirtschaft","supplier-coca-cola-co","supplier-fachagentur-nachwachsende-rohstoffe-e-v-fnr","supplier-ford-motor-company","supplier-ford-forschungszentrum-aachen-gmbh","supplier-fraunhofer-lbf","supplier-hochschule-bremen","supplier-hochschule-hannover","supplier-iac-international-automotive-components","supplier-institut-fuer-biokunststoffe-und-bioverbundwerkstoffe-ifbb","supplier-kunststoffwerk-voerde-hueck-schade-gmbh-co-kg","supplier-lyondellbasell-industries","supplier-m-base-software-engineering","supplier-simcon-kunststofftechnische-software-gmbh","supplier-university-of-wisconsin-madison"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/24656","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/59"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=24656"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/24656\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=24656"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=24656"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=24656"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=24656"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}Taugliche Compounds verifizieren<\/h3>\n
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\nInformationen zum Projekt “Werkstoff- und Flie\u00dfmodelle f\u00fcr naturfaserverst\u00e4rkte Spritzgie\u00dfmaterialien f\u00fcr den praktischen Einsatz in der Automobilindustrie” des Ford Forschungszentrums mit zehn weiteren Partnern: www.fnr.de<\/a> – Projekte & F\u00f6rderung – F\u00f6rderkennzeichen 22011310
\nDer Beitrag basiert auf einem Manuskript von Katja Schneider und Nicole Paul.<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"