Bundesexzellenzcluster Merge<\/a> biobasierte Faserkunststoff-Verbunde f\u00fcr eine nachhaltige Gro\u00dfserie. Dabei ersetzen sie die Glas- oder Carbonfasern durch Naturfasern, zum Beispiel Flachsfasern. Die Kunststoffmatrix ist ein Biopolymer aus nachwachsenden Rohstoffen.<\/p>\nAnders als konventionelle Faserkunststoff-Verbunde seien die biobasierte Faserkunststoff-Verbunde in ihrer Herstellung wesentlich energieeffizienter und zeichneten sich durch einen besseren CO2-Fu\u00dfabdruck aus, erkl\u00e4ren die Forscher. Auch die auf das Strukturgewicht bezogenen Materialeigenschaften des Faserkunststoff-Verbunds seien technisch interessant: Durch den Einsatz von Endlosfasern werde der Verbund in Faserrichtung enorm fest und hochsteif. Zudem sei Flachs leichter als Glas- und kosteng\u00fcnstiger als Carbonfaser.<\/p>\n
Ziel ist die Gro\u00dfserie<\/p>\n
Ziel der Forscher war es, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem diese sogenannten Halbzeuge aus Kunststoff und Naturfasern in Gro\u00dfserie hergestellt werden k\u00f6nnen. Bisher werde in der Praxis haupts\u00e4chlich die Film-Stacking-Technologie eingesetzt, ein diskontinuierliches Verfahren, erkl\u00e4ren die Forscher. Dabei werden die einzelnen Schichten als Stapel (zum Beispiel Kunststofffolie-Fasergelege-Kunststofffolie) in eine Heizpresse eingelegt, unter Druck aufgeschmolzen, entnommen und an einer anderen Maschine zu Platten weiterverarbeitet. F\u00fcr die kontinuierliche Produktion mussten die Forscher in Merge daher eine eigene Walzenanlage, einen sogenannten Kalander, konstruieren.<\/p>\n
“Naturfasern haben im Unterschied zu Glas- oder Carbonfasern eine besondere Eigenschaft: sie nehmen sehr gut Feuchtigkeit auf. Deshalb m\u00fcssen sie vor der Verarbeitung getrocknet werden”, erkl\u00e4rt Ahmed-Amine Ouali, Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut f\u00fcr Strukturleichtbau an der TU Chemnitz. “Wir haben am Lehrstuhl eine eigene Trockneranlage entwickelt, die fast l\u00fcckenlos vor dem Kalander angebaut wird. So hat die Faser nach dem Trocknen und vor dem Weiterverarbeiten kaum Kontakt mit der feuchtehaltigen Umgebungsluft.”<\/p>\n
Omega-Kalander f\u00fcr eine kontinuierliche Herstellung<\/p>\n
Der nach seiner Form benannte Omega-Kalander ist laut den Wissenschaftlern das Herzst\u00fcck der kontinuierlichen Herstellungslinie. Er besteht aus mehreren Zylindern, zwischen denen die Flachsfaser-Kunststoff-Bahnen theoretisch endlos hindurchgef\u00fchrt, erw\u00e4rmt und zusammengepresst werden. Nach diesem Impr\u00e4gnierungsvorgang und dem Abk\u00fchlen ist das sogenannte thermoplastische Prepreg (preimpregnated fibres), also das Faser-Matrix-Halbzeug, fertig. Es liegt dann als Rolle vor und kann verschieden weiterverarbeitet werden. Zugeschnitten und in mehreren Schichten als Stapel gepresst, ergibt sich eine feste Platte. “Wir k\u00f6nnen das Halbzeug aber auch ein weiteres Mal umformen und mit Spritzgussteilen verbinden. Beides in einem einzigen Prozess. So haben wir auch einen Technologie-Demonstrator, n\u00e4mlich unseren Seitenaufpralltr\u00e4ger f\u00fcr Pkw, hergestellt”, erkl\u00e4rt Ouali.<\/p>\n
Experimente mit diversen\u00a0Faserstrukturen und Matrixvarianten<\/p>\n
Der Bauteilfertigungsprozess ist momentan noch nach der kontinuierlichen Herstellung des Prepreg-Halbzeugs unterbrochen und wird je nach Bedarf der Forscher an diversen weiteren Anlagen fortgesetzt. Im Hinblick auf die Gro\u00dfserienherstellung lasse sich die Maschinenreihe so je nach Anforderung erg\u00e4nzen oder kombinieren.<\/p>\n
Mit Blick auf die Zukunft erkl\u00e4rt Quali: \u201eWir experimentieren auch weiterhin mit unterschiedlichen Faserstrukturen als Gewebe, als Gelege oder in anderer Form, sowie auch mit verschiedenen Matrixvarianten, zum Beispiel als Folie oder Spinnvlies.\u201c So sollen \u00a0die positiven Materialeigenschaften, die \u00f6kologischen Faktoren und der gro\u00dfserientaugliche Herstellungsprozess der Faserkunststoffverbunde in Merge weiterentwickelt und optimiert werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Fest, leicht und vor allem nachhaltig: Biobasierte Faserkunststoff-Verbunde haben klare \u00f6kologische Vorteile gegen\u00fcber Verbunden mit Carbonfasern. Daher arbeiten Forscher jetzt an ihrer gro\u00dfserientauglichen Herstellung. Chemnitzer Wissenschaftler entwickeln am Bundesexzellenzcluster Merge biobasierte Faserkunststoff-Verbunde f\u00fcr eine nachhaltige Gro\u00dfserie. Dabei ersetzen sie die Glas- oder Carbonfasern durch Naturfasern, zum Beispiel Flachsfasern. Die Kunststoffmatrix ist ein Biopolymer aus nachwachsenden […]<\/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":[12546,10763,10719,12998],"supplier":[1138],"class_list":["post-76738","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","tag-baustoffe","tag-biokunststoffe","tag-naturfasern","tag-verbundwerkstoffe","supplier-technische-universitaet-chemnitz"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/76738","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=76738"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/76738\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=76738"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=76738"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=76738"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=76738"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}