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Leichtbau Biobasierte Leichtbau-Sandwich-Strukturen automatisiert fertigen

| Redakteur: Juliana Pfeiffer

Leichtbau-Sandwich-Strukturen aus Flachsfasern, biobasiertem Kunststoff und Furnierholz in nur wenigen Prozessschritten direkt zur Bauteilform verarbeiten? Die Forschungsgruppe Eco Wing arbeitet an einer solchen automatisierten Verarbeitung.

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Flachsfaserbündel können im Tailored-Fiber-Placement-Verfahren zu Naturfaser-Preforms verarbeitet werden. Dieses Verfahren ist im Eco-Wing-Projekt Teil der Prozesskette.
Flachsfaserbündel können im Tailored-Fiber-Placement-Verfahren zu Naturfaser-Preforms verarbeitet werden. Dieses Verfahren ist im Eco-Wing-Projekt Teil der Prozesskette.
(Bild: TU Chemnitz/Sabrina Heinrich)

Das Ziel der neuen Nachwuchsforscherguppe „Automatisierte, bauteilkonturnahe Fertigung biobasierter Leichtbau-Sandwich-Strukturen“ (Eco Wing) der Technischen Universität Chemnitz ist es, automatisierte Prozessketten zu entwickeln, um Leichtbau-Komponenten aus biobasierten, nachwachsenden Rohstoffen zu fertigen. Die gesamte Prozesskette soll so weit entwickelt werden, dass ein funktionsfähiges Rotorblatt für eine Kleinwindkraftanlage hergestellt werden kann.

Natürlich nachwachsende Leichtbau-Materialien

So sollen in einem vollautomatisierbaren, reproduzierbaren Fertigungsverfahren Leichtbau-Sandwich-Strukturen aus Flachsfasern, biobasiertem Kunststoff und Furnierholz entstehen. Die natürlich nachwachsenden Leichtbau-Materialien sollen so mit wenigen Prozessschritten direkt zur Bauteilform verarbeitet werden. Wesentliche Mengen an Materialabfall können auf diese Art und Weise eingespart werden.

Eine automatisierte Prozesskette soll es erleichtern, Leichtbau-Komponenten aus biobasierten, nachwachsenden Rohstoffen zu fertigen.
Eine automatisierte Prozesskette soll es erleichtern, Leichtbau-Komponenten aus biobasierten, nachwachsenden Rohstoffen zu fertigen.
(Bild: TU Chemnitz)

„Eine vergleichbare Verarbeitungstechnik ist aktuell nur für Verbundmaterialien mit synthetischen Kohlenstoff- und Glasfasern verfügbar und kommt beispielsweise in der Luftfahrt zum Einsatz“, sagt Projektleiter Marc Fleischmann. Allerdings exisitiere für die automatisierte Verarbeitung von nachwachsenden Naturfasern mit natürlich schwankender Form und Faserlänge derzeit keine Lösung, so der Experte.

Bisher werden naturfaserverstärkte Kunststoffe in hoch belasteten Bauteilen überwiegend in Premium-Nischenprodukten wie zum Beispiel biobasierte Ski oder Snowboards eingesetzt. „Bei diesen Bauteilen werden zum Teil mechanische Eigenschaften erreicht, die mit Produkten aus synthetischen Konkurrenzmaterialien vergleichbar sind,“ so Fleischmann. Herausfordernd sei dabei insbesondere die Bereitstellung von Naturfaserbändern in möglichst gleichmäßiger Qualität und zu konkurrenzfähigen Preisen.

Nachwachsende Rohstoffe kostengünstig verwenden

In das Eco Wing-Projekt sollen neben den mechanischen Materialeigenschaften auch Kostenbetrachtungen sowie ökologische Gesichtspunkte, wie der CO2-Fußabdruck, einfließen. „Mit dem Projekt Eco Wing soll ein wesentlicher Beitrag zur kostengünstigen und ressourcenschonenden Verwendung nachwachsender Rohstoffe im Leichtbau geleistet werden“, so Fleischmann.

Die Nachwuchsforschergruppe wird finanziert aus dem Europäischen Sozialfonds (ESF) und mit Steuermitteln des Freistaates Sachsen auf Grundlage des von den Abgeordneten des Sächsischen Landtags beschlossenen Haushaltes.

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