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Vortrag

Nachhaltige Mischverbunde aus Kohlenstoff- und Naturfasern für den Leichtbau

Mittwoch (18.04.2018)
15:00 - 15:20 Uhr

15:00 - 15:20 Uhr

Die hier entwickelten Mischverbunde aus Carbonfasern mit Epoxidmatrix und Naturfasern mit einer vollständig biobasierten Polyamidmatrix zeichnen sich durch einen hohen Anteil an nachhaltigen Materialien aus, sind leicht und robust. Darüber hinaus sind die Schlagzähigkeitseigenschaften und Vibrationsdämpfung jeweils um ca. 25 % und die Luftschalldämmung sogar um ca. 250 % höher als bei klassischem CFK-Verbund, wobei der spezifische Biege-E-Modul um lediglich 10–15 % abnimmt. Erstmalig ist es dem SLK-Forscherteam unter der Leitung von Prof. Lothar Kroll gelungen, in einer Leichtbau-Verbundstruktur einen naturfaserverstärkten Thermoplastkern mit den Decklagen aus einem duroplastgebundenen CFK-Laminat ohne zusätzliche Haftvermittler im Pressverfahren zu kombinieren und in einem Prozessschritt zu einem dreidimensionalen Bauteil umzuformen. So können in einem Leichtbauteil die Hauptlastpfade durch CFK verstärkt und die Nebenlastpfade durch die Naturfasern abgebildet werden.

Dank der Substitution von 50 % kostenintensiven Carbonfasern durch kosteneffiziente Naturfasern weisen die neuen Leichtbauwerkstoffe eine gegenüber klassischen CFK-Verbunden stark verbesserte Wirtschaftlichkeit auf. Die eingesetzten Flachsfasern zeichnen sich gegenüber CFK und GFK durch eine sehr günstige CO2-Bilanz und einen sehr geringen Energiebedarf in der Herstellung aus. Ferner sind die hier verwendeten Flachsfasern nicht toxisch, nicht lungengängig, führen zu keinen Reizungen der Haut und daher für Fachkräfte in der Bauteilherstellung besser verträglich. Zudem können die in solchen Mischverbunden enthaltenen Carbonfasern mittels geeigneter Pyrolyseverfahren zurückgewonnen und als Sekundärmaterial wiederverwendet werden. Als End-of-Life-Option kommt im Unterschied zu glasfaserverstärkten Kunststoffen eine vollständige thermische Verwertung der neuen Mischverbunde zum Tragen.

Die neuartigen Mischverbunde bieten das Potenzial für den Technologietransfer in die Automobilindustrie (insbesondere Elektromobilität) und Luftfahrt.

Sprecher/Referent:
Dr.-Ing. Roman Rinberg
Technische Universität Chemnitz
Weitere Autoren/Referenten:
  • Rostislav Svidler
    Technische Universität Chemnitz
  • Ahmed-Amine Ouali
    Technische Universität Chemnitz
  • Matthias Klärner
    Technische Universität Chemnitz
  • Prof. Dr. Lothar Kroll
    Technische Universität Chemnitz

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