{"id":39079,"date":"2024-04-29T07:46:04","date_gmt":"2024-04-29T05:46:04","guid":{"rendered":"https:\/\/plas.tv\/?p=39079"},"modified":"2024-04-20T20:48:00","modified_gmt":"2024-04-20T18:48:00","slug":"fahrzeugunterboeden-aus-naturfasern-und-recycling-kunststoffen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/plas.tv\/?p=39079","title":{"rendered":"Fahrzeugunterb\u00f6den aus Naturfasern und Recycling-Kunststoffen"},"content":{"rendered":"

Gemeinsam mit Industriepartnern haben Forschende des Fraunhofer WKI einen Fahrzeugunterboden aus Naturfasern sowie recycelten Kunststoffen f\u00fcr den Automobilbau entwickelt. Das Bauteil erf\u00fcllt die hohen technischen Anforderungen im Unterbodenbereich und k\u00f6nnte zuk\u00fcnftig herk\u00f6mmliche Leichtbau-Fahrzeugunterb\u00f6den ersetzen. Mit dieser Entwicklung wird die Klima- und Umweltbilanz \u00fcber den gesamten Produktlebenszyklus optimiert. Der Fokus des Fraunhofer WKI lag auf der Materialentwicklung f\u00fcr den Spritzguss sowie auf der Hydrophobierung\u00a0von Flachs- und Hanffasern f\u00fcr naturfaserverst\u00e4rkte Mischfaservliese.<\/strong><\/p>\n

Den Projektpartnern Fraunhofer WKI, Th\u00fcringisches Institut f\u00fcr Textil- und Kunststofftechnik (TITK), R\u00f6chling Automotive SE & Co. KG, BBP Kunststoffwerk Marbach Baier GmbH und Audi AG ist es gelungen,\u00a0ein nachhaltiges Gesamtkonzept f\u00fcr Fahrzeugunterb\u00f6den zu entwickeln. Damit haben die Forschenden eine anspruchsvolle Bauteilgruppe mit hohem Kunststoffanteil f\u00fcr den Einsatz von Naturmaterialien erschlossen. Bisher wurden naturfaserverst\u00e4rkte Kunststoffe im Automobil haupts\u00e4chlich f\u00fcr Verkleidungsteile ohne nennenswerte mechanische Aufgaben eingesetzt. Strukturelle Bauteile wie Fahrzeugunterb\u00f6den sind jedoch enormen Belastungen ausgesetzt und stellen hohe Anforderungen an das Biege- und Crashverhalten des Materials. In modernen Leichtbau-Fahrzeugkonzepten kommen daher Hochleistungswerkstoffe aus glasfaserverst\u00e4rkten Kunststoffen zum Einsatz.<\/p>\n

Das Projektteam konnte die Glasfasern durch Naturmaterialien wie Flachs-, Hanf- und Cellulosefasern ersetzen und Unterbodenbauteile mit einem Naturfaseranteil von bis zu 45 Prozent realisieren. Im Bereich der Polymere wurde vollst\u00e4ndig auf Polypropylen-Neuware verzichtet und ausschlie\u00dflich Rezyklate eingesetzt. Alle mit dieser Materialumstellung verbundenen Herausforderungen, sowohl die geringeren mechanischen Ausgangseigenschaften der Werkstoffe als auch die zeitlich eingeschr\u00e4nkten Verarbeitungsfenster, konnten durch geschickte Compoundkombinationen gel\u00f6st werden.<\/p>\n

Am Fraunhofer WKI wurden Materialien f\u00fcr den Spritzguss entwickelt. \u00bbNaturfaser-Spritzguss-Compounds sind bisher vor allem durch Festigkeits- und Steifigkeitssteigerungen gegen\u00fcber unverst\u00e4rkten Polymeren bekannt. Bei der Entwicklung im Fahrzeugunterboden ist es dar\u00fcber hinaus gelungen, durch eine innovative Kombination von ausgew\u00e4hlten Post-Consumer-Rezyklaten (PCR) als Matrix und Naturfasern unterschiedlicher Reinheitsgrade die hohen Anforderungen an die Kaltschlagz\u00e4higkeit zu erf\u00fcllen, ohne dabei die geforderte Steifigkeit und Festigkeit einzub\u00fc\u00dfen\u00ab, erkl\u00e4rt Moritz Micke-Camuz, Projektleiter am Fraunhofer WKI.<\/p>\n

Im Rahmen der Entwicklung wurden am TITK und bei R\u00f6chling erstmals Faserverbundbauteile aus naturfaserverst\u00e4rktem Mischfaservlies (Lightweight-Reinforced-Thermoplastic, LWRT) realisiert. Das entwickelte Produkt erf\u00fcllt nicht nur die mechanischen Anforderungen. Es widersteht insbesondere auch den Herausforderungen, die durch die feuchte Einsatzumgebung hervorgerufen werden. Zur Hydrophobierung von Flachs- und Hanffasern f\u00fcr LWRT-Bauteile wurde am Fraunhofer WKI ein kontinuierliches Furfurylierungsverfahren entwickelt. Durch die Furfurylierung kann die Feuchtigkeitsaufnahme um bis zu 35 Prozent reduziert werden, ohne die Biegefestigkeit der sp\u00e4teren Bauteile zu beeintr\u00e4chtigen. Das furfurylierte Fasermaterial l\u00e4sst sich zudem problemlos auf einer Vliesanlage weiterverarbeiten<\/p>\n

Die gefertigten Prototypenbauteile wurden anschlie\u00dfend sowohl auf Komponentenebene als auch im Fahrversuch intensiv getestet. Dazu dienten unter anderem die Fahrzeuge der neuen \u00bbPremium Platform Electric\u00ab (PPE) des VW-Konzerns. Im Rahmen der Serienerprobung konnten bereits Langzeiterfahrungen gesammelt werden. Das erfreuliche Ergebnis dieser Tests: Die neu entwickelten Bioverbundwerkstoffe erf\u00fcllen alle Standardanforderungen an Unterbodenbauteile und erweisen sich als serientauglich. Weder der Einsatz von Naturfasern noch von (Post-Consumer-)Rezyklaten f\u00fchrt zu einer signifikanten Beeintr\u00e4chtigung der Eigenschaften.<\/p>\n

Ein wesentlicher Vorteil der Innovation liegt auch in der deutlich verbesserten CO2<\/sub>-Bilanz: Im Vergleich zur Serie k\u00f6nnen 10,5 Kilogramm Neuware (PP\/Glasfaser) durch 4,2 Kilogramm Naturfasern und 6,3 Kilogramm Post-Consumer-Rezyklat ersetzt werden. Dadurch konnten die CO2<\/sub>-Emissionen w\u00e4hrend der Produktion, der Nutzung und des Produktlebens um bis zu 40 Prozent reduziert werden.<\/p>\n

Im Rahmen des Entwicklungsprojektes wurde ein innovatives, ganzheitliches Gesamtkonzept f\u00fcr Fahrzeugunterb\u00f6den inklusive Recycling mit kaskadischer Wiederverwendung der Komponenten entwickelt. Aus technischer Sicht k\u00f6nnen Fahrzeugunterb\u00f6den zuk\u00fcnftig vollst\u00e4ndig aus dem neuen, hochleistungsf\u00e4higen Bio-Leichtbau-Material hergestellt werden.<\/p>\n

F\u00f6rderung<\/u><\/p>\n

Das Projekt wurde durch das Bundesministerium f\u00fcr Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) \u00fcber den Projekttr\u00e4ger T\u00dcV Rheinland gef\u00f6rdert.<\/p>\n

Das Fraunhofer WKI: Wir bauen die Zukunft aus nachwachsenden Rohstoffen.
\nSeit 1946.\u00a0<\/u>Nachhaltigkeit ist seit der Gr\u00fcndung des Fraunhofer WKI im Jahre 1946 das zentrale Thema. Der Gr\u00fcnder und Namensgeber Dr. Wilhelm Klauditz gilt als Pionier der modernen Holzwerkstoffindustrie. Heute nutzt das Fraunhofer WKI die ganze Bandbreite nachwachsender Rohstoffe, um daraus nachhaltige Werkstoffe, Bauteile und Chemieerzeugnisse zu entwickeln. Das Institut mit Standorten in Braunschweig, Hannover und Wolfsburg ist spezialisiert auf Verfahrenstechnik, Formgebung und Komponentenfertigung mit Biowerkstoffen, biobasierte Bindemittel und Beschichtungen, Funktionalisierung, Brandschutz, Werkstoff- und Produktpr\u00fcfungen, Recyclingverfahren sowie den Einsatz von nachwachsenden Rohstoffen in Geb\u00e4uden und Fahrzeugen. Dar\u00fcber hinaus geh\u00f6rt das Fraunhofer WKI zu den f\u00fchrenden Forschungseinrichtungen im Bereich Innenraumluftqualit\u00e4t. Nahezu alle Verfahren und Produkte, die aus der Forschungst\u00e4tigkeit des Instituts hervorgehen, werden industriell genutzt. Mit seiner Forschung und Entwicklung leistet das Fraunhofer WKI einen wichtigen Beitrag f\u00fcr den Aufbau einer biobasierten Kreislaufwirtschaft (Zirkul\u00e4re Bio\u00f6konomie).<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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