Faserverbundstoff Bio-Composites nachhaltiger herstellen

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Um zukünftig Faserverbundwerkstoffe auf Basis nachwachsender Rohstoffe möglichst effizient, nachhaltig und vor allem wettbewerbsfähig herstellen zu können, haben die Hochschule Aalen und das Fraunhofer-IGCV die Arbeitsgruppe „Bio Composites“ gegründet. Hier bündeln sie ihre Expertisen hinsichtlich Werkstoff- und Produktionstechnik.

Faserverbundwerkstoffe verfügen über herausragende mechanische Eigenschaften bei gleichzeitig niedriger Dichte. Daraus gefertigte Gegenstände sind leicht und gleichzeitig sehr stabil – das macht sie zum idealen Werkstoff für Sportartikelhersteller über die Automobilindustrie bis hin zur Luft- und Raumfahrt.

Natur- statt Glasfasern

Statt den bisher üblichen Glas- und Carbonfasern sollen nun zunehmend natürliche Fasern wie Flachs, Hanf oder Jute als Verstärkung eingesetzt werden. Sie sparen während der Herstellung Treibhausgasemissionen und Energie ein und ermöglichen damit eine vergleichsweise günstige Herstellung. Ihre mechanischen Eigenschaften deuten einerseits auf noch nicht ausgeschöpftes Potenzial hin, können jedoch je nach jährlichen Wachstumsbedingungen in ihrer Dichte, Festigkeit oder Steifigkeit stark variieren. Im Idealfall ähneln Naturfasern – bezogen auf ihre spezifischen Eigenschaften – den Glasfasern. Anders als dieser Verbundstoff haben Naturfasern den Vorteil, dass sie kaum splittern und sich durch eine positive Werkstoff-Energiebilanz auszeichnen. Aufgrund ihrer pflanzlichen Struktur liegen Naturfasern nicht endlosförmig vor. Stattdessen werden sie als Lang- oder Kurzfasern im Zwirnverfahren oder als Stapelfaser zu Endlos-Faserbündeln aufbereitet. Bio-Faserverbundstoffe liegen dann vor, wenn die Fasern (oder die Matrix) biobasiert sind. Aktuell werden Bio-Faserverbundwerkstoffe insbesondere von der Automobilindustrie verwendet, etwa für die Innenausstattung. Aber auch als Verpackungsmaterial oder als Werkstoff für Möbel haben sich die pflanzenbasierten Komposite etabliert

Um zukünftig Faserverbundwerkstoffe auf Basis nachwachsender Rohstoffe möglichst effizient, nachhaltig und vor allem wettbewerbsfähig herstellen zu können, bündeln die Hochschule Aalen und das Fraunhofer-IGCV ihre Expertisen hinsichtlich Werkstoff- und Produktionstechnik.

Die Arbeitsgruppe „BioComposites“ mit aktuell noch zwei Forschenden aus beiden Einrichtungen hat zum Ziel, hochwertige biobasierte Faserverbundwerkstoffe für Leichtbauanwendungen zu entwickeln und deren Fertigungsprozesse zu optimieren. Faserverbundwerkstoffe aus biobasierten Komponenten können so – insbesondere in Kombination mit den richtigen Recyclingstrategien – dazu beitragen, dass weniger Schadstoffe in Luft, Wasser und Boden freigesetzt werden

Prof. Dr.-Ing. Iman Taha, Inhaberin des Lehrstuhls für nachhaltige Werkstoffe in der Kunststofftechnik der Hochschule Aalen und Leiterin der Arbeitsgruppe, sieht großes Potenzial in der gemeinsamen Forschung: „Bio-Composites haben ein grünes Image, aber sie bieten noch so viel mehr. Im Gegensatz zu herkömmlichen Verbundwerkstoffen, die oft auf Erdölprodukten basieren, sind Bio-Composites eine ökologische Alternative, die einen wichtigen Beitrag auch zur Reduzierung des CO2-Ausstoßes leisten kann. Damit kommt ihnen eine tragende Rolle zu, unseren Alltag nachhaltiger zu gestalten.“

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