{"id":27908,"date":"2021-09-21T15:08:33","date_gmt":"2021-09-21T13:08:33","guid":{"rendered":"https:\/\/php8.plastv.de\/?p=27908"},"modified":"2021-09-20T15:10:40","modified_gmt":"2021-09-20T13:10:40","slug":"kreislaufwirtschaft-bei-fahrzeugrahmen-und-autositzen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/plas.tv\/?p=27908","title":{"rendered":"Kreislaufwirtschaft bei Fahrzeugrahmen und Autositzen"},"content":{"rendered":"

Bauteile aus Faserverbundkunststoff f\u00fcr E-Autos 30 Jahre lang wiederverwenden \u2013 Fraunhofer zeigt Prototyp auf der Mailand Design Week<\/strong><\/p>\n

In E-Autos werden zuk\u00fcnftig mehr und mehr kohlenstofffaserverst\u00e4rkte Kunststoffe verbaut. Sie sind leicht, stabil und bieten langfristig Kostenvorteile. Aber was geschieht mit diesen aufw\u00e4ndig produzierten Bauteilen, wenn sie \u2013 nach oft recht kurzer Nutzung \u2013 ausrangiert werden? Die Antwort lautet bisher meist: Sie werden auf der M\u00fclldeponie entsorgt oder verbrannt. Um sie wirtschaftlich sinnvoll wiederzuverwenden, fehlt bisher die Technologie. Das wollen 20 Partner aus sieben L\u00e4ndern, darunter Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU, im europ\u00e4ischen Forschungsprojekt \u203aFiberEUse\u2039 \u00e4ndern. Seit Juni 2017 haben sie Technologien und Produktideen f\u00fcr Faserverbundmaterialien entwickelt, die mechanisch bzw. thermisch recycelt werden. Die IWU-Forschenden wollten aber mehr: Auch die Aufbereitung und Wiederverwendung sollte m\u00f6glich sein. Diesen Innovationspfad sowie weitere aus dem EU-Projekt resultierende L\u00f6sungen f\u00fcr zirkul\u00e4re Wertsch\u00f6pfungsketten haben die Partner zum Projektabschluss auf der Mailand Design Week vom 5. bis 10. September 2021 vorgestellt. F\u00fcr das Fraunhofer IWU war Justus von Freeden vor Ort. Der wissenschaftliche Mitarbeiter des Fraunhofer-Projektzentrums Wolfsburg pr\u00e4sentierte einen neuartigen Fahrzeugrahmen, der sich 30 Jahre lang wiederverwenden l\u00e4sst. Im Interview blickt er zur\u00fcck auf die Messe und erkl\u00e4rt, warum Bauteile f\u00fcr E-Autos so lange halten sollten.<\/strong>\u00a0<\/strong><\/p>\n

Herr von Freeden, die allerwenigsten Autos werden 30 Jahre lang gefahren. Warum sollen Bauteile dann so lange halten?<\/strong><\/p>\n

Es geht um schonenden Ressourceneinsatz in einer Kreislaufwirtschaft. Nat\u00fcrlich h\u00e4lt kein Fahrzeug so lange durch. Das muss es auch nicht. Uns geht es um die Wiederverwendbarkeit.<\/p>\n

Sie wollen Bauteile also nacheinander in mehreren Autos nutzen?<\/strong><\/p>\n

Genau, gemeinsam mit den Projektpartnern EDAG und INVENT haben wir in Mailand eine wiederverwendbare Plattform f\u00fcr E-Fahrzeuge vorgestellt. Die einzelnen Teile sind so beschaffen, dass sie nach dem ersten \u203aLeben\u2039 eines Pkw erneut genutzt werden k\u00f6nnen, f\u00fcr ein zweites und auch ein drittes \u203aLeben\u2039. Bis zu 30 Jahre oder bis zu einer Million Kilometer soll diese Plattform im Einsatz sein. Neben dem Fahrzeugrahmen betrifft das auch eine zugeh\u00f6rige Sitzstruktur. Die Plattform besteht aus stranggezogenen Elementen aus kohlenstofffaserverst\u00e4rktem Kunststoff (CFK), die wesentlich zur Steifigkeit des Fahrzeugs beitragen und die Batterien vor den Auswirkungen eines Unfalls sch\u00fctzen.<\/p>\n

Sie waren mit einem Prototyp der Plattform auf der Mailand Design Week. Aber ihnen geht es gar nicht um die Optik, oder?<\/strong><\/p>\n

Beim Design geht es auch darum, Produkte von Anfang an so zu denken, so zu planen, dass sie zuk\u00fcnftige Anforderungen erf\u00fcllen. Unser Demonstrator verk\u00f6rpert unsere Grundidee f\u00fcr die Gestaltung langlebiger, kreislauff\u00e4higer Produkte. Komponenten und Baugruppen aus Faserverbundkunststoffen gar nicht erst zu recyceln, sondern direkt aufzuarbeiten und wieder zu verwenden \u2013 das ist unser Design-for-Re-Use-Ansatz.<\/p>\n

Das bedeutet?<\/strong><\/p>\n

Das bedeutet, bereits bei der Entwicklung die Bauteile so zu gestalten, dass sie am Ende ihrer Nutzungsphase leicht demontiert und erneut eingesetzt werden k\u00f6nnen. So sollen nach dem Ende eines Fahrzeuglebens der Grundrahmen und die Sitzstruktur demontiert, aufbereitet, gegebenenfalls repariert werden und die Komponenten anschlie\u00dfend die Basis f\u00fcr ein neues Fahrzeug bilden. Faserverst\u00e4rkte Kunststoffe, insbesondere CFK, eignen sich aufgrund ihrer Korrosionsbest\u00e4ndigkeit und hohen Erm\u00fcdungsfestigkeit ideal f\u00fcr solche langlebigen Komponenten. Andererseits verlangen Verbundmaterialien aus Fasern und einer bindenden Matrix nach anderen Fertigungstechnologien und Prozessen f\u00fcr eine einfache Demontage. Auch hierzu haben wir im Projekt verschiedene Verfahren f\u00fcr diesen Anwendungsfall eingebracht und erprobt.<\/p>\n

Welche Technologien erm\u00f6glichen solch einfache Demontagen?<\/strong><\/p>\n

Wir haben mit unseren Partnern eine Konstruktionsl\u00f6sung gew\u00e4hlt, bei der Plattform und Sitzstruktur aus gro\u00dfen Profilen und Knotenelementen mit komplexer Geometrie bestehen. Hergestellt werden diese Profile mittels Pultrusion oder Strangziehen. Damit lassen sich besonders langlebige Fahrzeugstrukturen aus Faserverbunden wirtschaftlich fertigen. F\u00fcr dieses Verfahren besitzt das Fraunhofer IWU eine ausgewiesene Expertise.<\/p>\n

Ein weiteres Thema sind die F\u00fcgetechnologien. Faserverst\u00e4rkte Kunststoffe werden meist geklebt.<\/p>\n

Beim Trennen geklebter Bauteile kommt es mit herk\u00f6mmlichen Methoden fast immer zu Besch\u00e4digungen. Wie funktionieren Ihre leicht l\u00f6sbaren Klebeverbindungen?<\/strong><\/p>\n

Technisch gesprochen, mischen wir dem Klebstoff thermisch expandierbare Partikel bei. Wird W\u00e4rme zugef\u00fchrt, erweitern sich die Partikel um ein Vielfaches ihrer Gr\u00f6\u00dfe. Dadurch wird die Klebestelle geschw\u00e4cht, es entstehen Risse im Kleber und die Bauteile lassen sich einfach voneinander l\u00f6sen. Sozusagen \u203aauf Knopfdruck\u2039 trennen kann man sie, wenn in den Kleber zus\u00e4tzlich feines Eisenpulver eingemischt und dieses durch Induktion aktiviert wird. Auch mittels Heizdraht ist eine schnelle L\u00f6sung der Klebschicht m\u00f6glich. Nach dem Trennen k\u00f6nnen die Klebstoffreste beispielsweise per Laser oder mittels Fr\u00e4sen entfernt und die Komponenten erneut geklebt werden.<\/p>\n

Weshalb haben Sie eine E-Fahrzeug-Plattform gew\u00e4hlt, um den zirkul\u00e4ren Einsatz von Faserverbund-Komponenten zu demonstrieren?<\/strong><\/p>\n

Diese sogenannten Komposite-Bauteile finden vor allem im Mobilit\u00e4tsbereich Anwendung. Dank ihres geringen Gewichts und ihrer Korrosionsbest\u00e4ndigkeit werden sie f\u00fcr den Markt der Elektromobilit\u00e4t immer interessanter, nicht zuletzt getrieben durch Startups in diesem Segment. Dar\u00fcber hinaus sehen wir Chancen f\u00fcr das Entstehen neuer Gesch\u00e4ftsmodelle in der Automobilwirtschaft. F\u00fcr das Demontieren, Pr\u00fcfen und Aufarbeiten von Faserverbundbauteilen wird ein neuer Markt heranwachsen.<\/p>\n

Woher nehmen Sie die Gewissheit, dass Komposite-Bauteile bis zu 30 Jahre genutzt werden k\u00f6nnen?<\/strong><\/p>\n

Wir haben mittels thermischer Alterungsverfahren Erkenntnisse gewonnen, die den Schluss erlauben, dass eine bis zu 30-j\u00e4hrige Nutzung m\u00f6glich ist. Was wir jedoch nicht beeinflussen k\u00f6nnen, sind eventuelle Besch\u00e4digungen an Bauteilen, die etwa mit der Fahrzeugnutzung zusammenh\u00e4ngen. Deswegen ist die einfache Pr\u00fcfung der Teile vor dem Wiedereinsatz noch eine Herausforderung. Mit dem Zeithorizont von mehreren Jahrzehnten wird die Verwendung von Komposite-Komponenten auch unter wirtschaftlichen Aspekten g\u00fcnstig. Bereits nach einer Wiederverwendung erreicht man Kostenvorteile gegen\u00fcber klassischen Metallteilen.<\/p>\n

Mehr zum Forschungsprojekt \u203aFiberEUse\u2039 erfahren Sie im Internet:<\/p>\n

http:\/\/www.fibereuse.eu\/<\/a><\/p>\n

Und auf Twitter:<\/p>\n

https:\/\/twitter.com\/FiberEUse<\/a><\/p>\n

Mehr zum Fraunhofer-Projektzentrum Wolfsburg haben wir hier zusammengefasst:<\/p>\n

https:\/\/s.fhg.de\/8Ui<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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