BUP34 - NaturStoff

Leichtbau ist ein sehr wichtiger Bestandteil für die nachhaltige Mobilität der Zukunft. Der Energiebedarf von Fahrzeugen kann so gesenkt werden. Allerdings emittierenherkömmliche Leichtbaumaterialien wie glasfaser- und kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (GFK und CFK) sowie Aluminium bei ihrer Herstellung nicht unerhebliche Mengen an CO2. Außerdem ist ihr Recycling zwar technisch möglich, aber wirtschaftlich herausfordernd.

Um einen nachhaltigen Leichtbau zu ermöglichen, stehen daher Naturfaserverstärkte Kunststoffe (NFK) aktuell im Fokus der Faserverbundforschung. 

Die Herstellung von NFK birgt jedoch noch einige Herausforderungen hinsichtlich der Qualität des Komposits. Am Institut für Flugzeugbau IFB der Universität Stuttgart wurde eine neuartige Fertigungstechnik entwickelt, um hochwertiges NFK  herzustellen. Die Anlagentechnik dieser Technologie wird im Projekt „NaturStoff“ erweitert.

Ziel

Ziel des Projekts ist es, eine Laboranlage zur Herstellung von NFK-Bauteilen aufzubauen bzw. zu erweitern. Hierfür wird die bereits bestehende manuell betriebene Anlage durch Stellmotoren, Spindeltriebe sowie einer entsprechenden Steuerung erweitert. Mit diesen Modifikationen wird ein reproduzierbarer Prozess mit kontrollierbaren Parametern möglich. Dies macht die Untersuchungen des Einflusses der Fertigungsbedingungen auf die NFK-Qualität und damit weitere Forschungsarbeiten möglich.

Vorgehen

• Überarbeitung der Konstruktion der NFK-Herstellungsanlag

• Entwicklung von Steuer- und Regelelementen zur Prozesskontrolle und Teilautomatisierung

• Herstellung von NFK-Proben mit unterschiedlichen Prozessparametern

• Bewertung der NFK-Qualität und des Einflusses der Prozessparameter

Nutzen

Die Innovation besteht in einem neuen Verfahren zur kontrollierten und automatisierten Herstellung von naturfaserverstärkten Bauteilen (NFK)-Bauteilen. Damit kann ein tieferes Verständnis für die Auswirkung der Eigenschaften von Ausgangsmaterialien (Faserverstärkungen aus Flachs oder Hanffasern sowie unterschiedliche bio-basierte Harzsysteme) und der Prozessparameter auf die NFK-Qualität gewonnen werden. Dies ist die Voraussetzung dafür, NFK-Bauteile in Serie mit konstant hoher Qualität herstellen zu können. Die erweiterte NFK-Herstellungsanlage ermöglicht die Erarbeitung von Forschungsergebnissen, die der Industrie nachhaltige Alternativen zu herkömmlichen Leichtbaumaterialien wie Aluminium und glasfaserverstärkten Kunststoffen (GFK) bieten können.