biobasierte ud-laminate für leichtbaustrukturen

FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR MIKROSTRUKTUR VON WERKSTOFFEN UND SYSTEMEN IMWS
1
2
1 Zelluloseregeneratfasern (CRF).
2 BioUD-Tape aus Zelluloseregeneratfasern und PLA-PPMatrix.
BIOBASIERTE UD-LAMINATE
FÜR LEICHTBAUSTRUKTUREN
etc.), mit denen vor allem der Anteil erdölPotenzial
basierter Werkstoffkomponenten gesenkt
werden kann. Allerdings finden sie bisher
Fraunhofer-Institut
Naturfaserverstärkte Kunststoffe (NFK)
nur in wenigen, kaum gewichtsrelevanten
für Mikrostruktur von Werkstoffen
werden schon seit Jahrzehnten in Industrie
Bauteilen Verwendung, welche nur sehr
und Systemen IMWS
sowie Technik eingesetzt und vorrangig
geringe Lasten aufnehmen oder übertragen
Walter-Hülse-Straße 1
durch Formpressen, Fließpressen oder
müssen.
06120 Halle (Saale)
Spritzgießen zu NFK-Bauteilen verarbeitet.
In der Automobilindustrie, dem größten
Ansatz und Ziel
Fraunhofer-Pilotanlagenzentrum
industriellen Verarbeiter von Naturfaser-
für Polymerverarbeitung
verbundwerkstoffen, kommen Naturfasern
Aktuell entwickelt das Fraunhofer IMWS
und -synthese PAZ
vor allem in Bereichen von nicht last-
zusammen mit Industriepartnern ein
DOW Value Park A70
tragenden Bauteilen wie Verkleidungen,
biobasiertes, endlosfaserverstärktes und
06258 Schkopau
Instrumententafeln und Unterbodenschutz
unidirektionales Laminat (UD-Laminat;
zur Anwendung. Dabei bietet der Einsatz
Abb. 2) für lasttragende Leichtbau-
von Naturfasern vor allem hinsichtlich
strukturen und höher beanspruchte
des Bauteilgewichts, einer ausgeglichenen
Bauteile im Bereich Automotive. Gleich-
Dr. Andr Rapthel
CO2-Bilanz und akustischer Eigenschaften
zeitig soll mit der verfahrenstechnischen
Telefon +49 345 5589-436
Vorteile. Eine immer wichtigere Rolle in
Erweiterung der etablierten Thermoplast-
[email protected]
der Auto-mobilindustrie spielen darüber
Spritzgießtechnologie die Herstellung in
hinaus die auf nachwachsenden Rohstoffen
zeit- und kosteneffektiver Serienfertigung
basierenden Bio-Kunststoffe (PLA, Bio-PE,
ermöglicht werden.
Kontakt
www.imws.fraunhofer.de
2
1
2
Biobasierte Ausgangstoffe
Verfahren
Resümee
Als nachhaltige und leistungsfähige
Die Fasern werden durch eine Spreiz-
Die ersten Versuchsergebnisse zeigen
Materialbasis für Verbundwerkstoffe
einrichtung geführt und so abgelegt,
bereits das Potenzial des auf nach-
mit unidirektional ausgerichteten
dass sie als homogenes Faserbett in
wachsenden Rohstoffen basierenden
Fasern wird eine technisch aufbereitete
ein Benetzungswerkzeug einlaufen
Bio-Kunststoffes und daraus hergestell-
Naturfaser, die Zelluloseregeneratfaser
können. Dort wird das Faserbett gleich-
ter Zelluloseregeneratfaser-verstärkter
(CRF), genutzt, welche in ein Polymer-
mäßig mit Polymerschmelze infiltriert.
Verbundwerkstoffe (Abb. 2).
Blend aus Polymilchsäuren (PLA) und
Das verwendete Werkzeug ermöglicht
Mit der Bereitstellung derartiger
Polypropylen (PP) als thermoplastische
eine im Industriemaßstab einzigartige
Materialien in Industriequalität sowie
Matrix integriert wird. Weiterhin wer-
Wirtschaftlichkeit, da die Tapes bis
der Entwicklung eines großserientaug-
den Modifikatoren für PP/PLA-Blends
zu einer Breite von 500 mm mit einer
lichen integrativen Halbzeugherstel-
entwickelt und hinsichtlich ihrer Wir-
Produktionsgeschwindigkeit von bis zu
lungs- und Bauteilfertigungsverfahrens
kungsweise in Abhängigkeit der Reak-
15 m/min (Abb. 3) hergestellt werden
werden sowohl materialseitig als
tivität von PLA und der resultierenden
können. Die Weiterverarbeitung erfolgt
auch technologisch die notwendigen
mechanischen Kennwerte erforscht.
über die Konsolidierung zu lastgerecht
Grundvoraussetzungen für die
Im Anschluss erfolgen Untersuchungen
ausgelegten Bio-Laminaten in einer
Etablierung gezielt lokal verstärkter,
zur Faser-Matrix-Haftung sowie deren
Doppelbandpresse.
lasttragender Spritzgussbauteile im
Optimierung.
Automobilbereich gelegt.
3 Anlagenschema der Herstellung unidirektional verstärkter Verbundwerkstoffe.
1 Zugprüfkörper
nach DIN EN ISO 527-5.
2 Zug-E-Modul biobasierter,
unidirektionaler Tapes
(Faseranteil: 25 Vol.-%).

Download Report