Im Faserverbund-Leichtbau werden immer mehr Organosheeets eingesetzt. Das sind vorkonsolidierte Platten-Halbzeuge mit einer Matrix aus thermoplastischen Kunststoffen und unterschiedlichen Verstärkungsfasern. Dank der Thermoplastmatrix lassen sich die Organosheets mit etablierten „schnellen“ Prozessen wie Heißpressen, Thermoformen, Spritzgießen mit Organoblech-Einlegern oder Pultrusion verarbeiten. Die Verfahren erzeugen recycelbare, hoch funktionalisierte Bauteile mit reproduzierbarer Qualität.
Die textile Verstärkung der Organosheets besteht vor allem aus Glas-, Carbon-, Basalt- oder Aramidfasern. Diese Fasern besitzen hohe Steifigkeiten und Zugfestigkeiten, sind jedoch in ihrer Herstellung und im Recycling energieintensiv und werden im Recyclingprozess verkürzt, so dass sich die erreichbaren mechanischen Eigenschaften der Bauteile verändern.
Anders der nachhaltige biobasierte Verbundwerkstoff Cellun. Seine Verstärkungskomponente besteht aus nicht schmelzbaren Cellulosefasern sowie thermoplastischen, derivatisierten Cellulosefasern, die als Matrix dienen. Beides wird zum Herstellen des Verbundwerkstoffs zu einem Hybridroving kombiniert. Als cellulosische Verstärkungsfasern werden Regeneratfasern von Cordenka und die an den DITF entwickelten HighPerCell-Cellulosefasern verwendet.
Die neuartigen Werkstoffe werden als umweltfreundliche, ressourcenschonende und kostengünstige Alternative zu etablierten Verbundwerkstoffen im Leichtbau- und Automotivsektor einen echten Vorteil im Markt der technischen Halbzeuge bieten. Durch die Verwendung nachwachsender Biopolymere wird CELLUN einen wesentlichen Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz liefern: Einerseits können herkömmliche Kunststoffe auf Rohölbasis substituiert werden, andererseits können CELLUN-Verstärkungs- und Matrixfasern mit nur geringem Energieeinsatz und aus natürlichen Rohstoffen hergestellt werden.
Im weiteren Projektverlauf liegt der Fokus auf der vollständigen Kreislaufführung des Biomaterials nach dem End of Life (EOL). Dazu werden zwei unterschiedliche Ansätze erforscht. Einerseits besteht die Möglichkeit, Formteile aus dem Bio-Faserverbundwerkstoff ohne Qualitätsverlust thermisch umzuformen. Ein zweiter möglicher Weg besteht darin, das Cellun-Material wieder chemisch in die einzelnen Komponenten zu trennen. Diese können dann erneut als Ausgangsmaterialien eingesetzt werden.
Bild oben: Ausgangsmaterialien für die Herstellung nachhaltiger Verbundwerkstoffe (Quelle: DITF)
Quelle und weitere Infos: Pressemitteilung
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