Recyclingf\u00e4higkeit und Kompostierbarkeit sind besonders bei Baumaterialien sehr gefragt, um am Ende des Produktlebenszyklus die Umweltbelastung zu reduzieren. F\u00fcr den Bau von Fassadenelementen sowie Luftfracht- und Wohncontainern entwickelt das Fraunhofer-Institut f\u00fcr Produktionstechnologie IPT aus Aachen mit drei Partnern aus Industrie und Wissenschaft ein Produktionssystem, mit dem sich vollst\u00e4ndig recycelbare Faser-Metall-Laminate mit kompostierbaren Biomaterialien herstellen lassen sollen.<\/p>\n
Biologisch abbaubare Naturfasern und Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen bieten vielversprechende Alternativen zu konventionellen Halbzeugen und etablierten Matrixmaterialien in Faserverbundwerkstoffen. Zum Einsatz kommen diese thermoplastischen Biowerkstoffe jedoch bisher eher selten, da verschiedene technische Voraussetzungen fehlen, um diese kosteng\u00fcnstiger zu produzieren. Dabei w\u00e4ren gerade Faser-Metall-Laminate mit einem Kern aus Naturfaser-Verbundkunststoffen nicht nur aufgrund ihrer mechanischen Belastbarkeit, sondern auch aufgrund ihrer isolierenden Eigenschaften und ihrer Recyclingf\u00e4higkeit pr\u00e4destiniert f\u00fcr Anwendungen im Bau- und Transportsektor.<\/p>\n
Gemeinsam mit der Delcotex Delius Techtex aus Bielefeld, dem Aachener Zentrum f\u00fcr integrativen Leichtbau (AZL) der RWTH Aachen und der Dirkra Sondermaschinenbau aus Stolberg entwickelt das IPT deshalb nun ein Fertigungssystem f\u00fcr die Serienherstellung eines vollst\u00e4ndig recycelbaren und teilweise biologisch abbaubaren Laminats aus Naturfasern und Metall: Textile Halbzeuge aus Naturfasern verst\u00e4rken einen thermoplastischen Biokunststoff und werden beidseitig von metallischen Decklagen ummantelt. Der Metallmantel des Faserverbundkerns dient vor allem dazu, die biologisch bedingte Varianz der Naturfasern auszugleichen und die mechanischen Eigenschaften des Bauteils zu verbessern. Au\u00dferdem erm\u00f6glicht es die spezielle Struktur der Faser-Metall-Laminate klassische metallverarbeitende Prozesse einzusetzen, die effizient in die Wertsch\u00f6pfungskette integriert werden k\u00f6nnen.<\/p>\n
Das Werkzeug verbleibt im Bauteil
\nDas kosteng\u00fcnstige Produktionssystem der vier Partner im Forschungsprojekt \u201eBio-FML\u201c wird f\u00fcr eine kontinuierliche Herstellung des nachhaltigen Hybridwerkstoffs konzipiert: W\u00e4hrend des Impr\u00e4gnier- und F\u00fcgeprozesses dient die beidseitige Metallummantelung bereits als Werkzeug zur W\u00e4rme- und Druck\u00fcbertragung auf den Faserverbundkern. Auf diese Weise l\u00e4sst sich der Einsatz kostspieliger Impr\u00e4gnier-Pressen umgehen. Um eine feste Verbindung zwischen Kern und umgebenden Metall zu erzielen, integrieren die Aachener Forscher einen laserbasierten Strukturierprozess zur Oberfl\u00e4chenbehandlung des Metalls in die Produktionslinie, der teure und umweltsch\u00e4dliche Haftvermittler zwischen den Schichten \u00fcberfl\u00fcssig macht. So wird sichergestellt, dass sich das Verbundmaterial am Ende des Produktzyklus allein durch W\u00e4rmezufuhr trennen und recyceln l\u00e4sst.<\/p>\n
Der neue Werkstoff erh\u00e4lt dank Sandwichbauweise eine robuste, lackierbare Metalloberfl\u00e4che und l\u00e4sst sich leicht an Kundenw\u00fcnsche, beispielsweise f\u00fcr neue Fassadendesigns, anpassen. Das Verbundmaterial kann zudem in herk\u00f6mmlichen Pressen, wie sie bisher in der Metallverarbeitung eingesetzt werden, zu 3D-Bauteilen und Profilen umgeformt werden.<\/p>\n
Mit einem neu entwickelten temperierbaren Tauchkantenwerkzeug hat das IPT im Projekt bereits erste Bauteile im station\u00e4ren Hei\u00dfpressversuch hergestellt und durch Thermoforming beispielhaft zu einem S-Profil umgeformt. Als Decklage diente Aluminium, als Kern wurde ein kompostierbares Flachs-Polylactid-Verbundmaterial (FPL) eingesetzt.
\nDas Projekt \u201eBio-FML\u201c erh\u00e4lt F\u00f6rderung aus dem Programm Efre.NRW im Leitmarkt Neue Werkstoffe NRW der Europ\u00e4ischen Union (F\u00f6rderkennzeichen EFRE-0801475).<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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