Nachwachsende Leichtbau-Materialien Ein Stand-up-Paddleboard aus 100 Prozent Naturstoffen

Redakteur: Dipl.-Ing. Dorothee Quitter

Bisher bestehen Stand-up-Paddle (SUP) aus erdölbasierten Kunststoff-Materialien. Forschende am Fraunhofer-Institut für Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) wollen die Boards jetzt zu 100 Prozent nachhaltig machen. Dafür verwenden Sie alte Rotorblätter und Flachsfasern. Wie das geht, lesen Sie hier.

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Konzeptbild des Eco-SUP: Der Kern soll aus Balsaholzschaum und die Hülle aus flachsfaserverstärktem Biopolymer bestehen.
Konzeptbild des Eco-SUP: Der Kern soll aus Balsaholzschaum und die Hülle aus flachsfaserverstärktem Biopolymer bestehen.
(Bild: Fraunhofer WKI)

Obwohl Stand-up-Paddling (SUP) eine naturverbundene Sportart ist, sind die verwendeten Boards wenig umweltfreundlich. Sie bestehen in der Regel aus erdölbasierten Materialien wie Epoxidharz, Polyesterharz, Polyurethan und expandiertes oder extrudiertes Polystyrol in Kombination mit Glas- und Carbonfasergeweben. In vielen Teilen der Welt werden diese Kunststoffe nicht recycelt und auch nicht ordnungsgemäß entsorgt. Das Fraunhofer WKI treibt aus diesem Grund im Projekt Eco-SUP die Entwicklung eines SUP voran, das zu 100 Prozent aus nachwachsenden Rohstoffen besteht und das darüber hinaus besonders fest und langlebig ist.

Alte Rotorblätter liefern das Holz für den Kern

Für den Kern wollen die Forscher rezykliertes Balsaholz verwenden. Dieses weist eine sehr geringe Dichte auf und ist dennoch mechanisch beanspruchbar. Gewonnen werden könnte es aus den Rotorblättern zurückgebauter Windenergieanlagen. Bis zu sechs Kubikmeter des Werkstoffs sollen sich in einem Rotorblatt befinden. Und allein im Jahr 2020 wurden 6000 Anlagen abgebaut. Ein Großteil davon wandert in die thermische Verwertung. Sinnvoller wäre es, den Werkstoff aus dem Rotorblatt zurückzugewinnen und gemäß der Kreislaufwirtschaft wiederzuverwerten, finden die Forscher.

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Neue Technologie macht aus Holzmehl Holzschaum

Doch wie gelingt es, das Balsaholz aus dem Rotorblatt zurückzugewinnen – schließlich ist es mit der äußeren Hülle, einem Glasfaserverbundkunststoff (GFK), fest verklebt? Laut Fraunhofer WKI wird zunächst das Holz in einer Prallmühle vom Compositwerkstoff abgetrennt. Über die Dichteunterschiede lassen sich die Materialmixstrukturen über einem sogenannten Windsichter in die einzelnen Bestandteile aufsplitten. Anschließend werden die als Späne und Bruchstücke vorliegenden Balsaholzfasern feingemahlen.

Dieses sehr feine Ausgangsmaterial benötigen wir, um Holzschaum herzustellen. Dafür hat das Fraunhofer WKI eine patentierte Technologie.

Christoph Pöhler, Wissenschaftler am Fraunhofer WKI

Bei der patentierten Technologie werden die Holzpartikel zu einer Art Kuchenteig aufgeschleimt und zu einem leichten und zugleich festen Holzschaum weiterverarbeitet, der durch die holzeigenen Bindekräfte hält. Die Zugabe von Klebstoff sei nicht erforderlich. Dichte und Festigkeiten des Schaums lassen sich einstellen, heißt es.

Mit Flachsfasern verstärktes Biopolymer für die Hülle

Die Hülle des ökologischen Boards soll aus 100 Prozent biobasiertem Polymer bestehen. Sie wird mit in Europa angebauten Flachsfasern verstärkt, die sich durch sehr gute mechanische Eigenschaften auszeichnen. Um die Hülle über den Balsaholzkern zu ziehen, verwenden Pöhler und sein Team das Handlaminier- und das Vakuuminfusionsverfahren. In Machbarkeitsstudien wird derzeit noch die optimale Methode untersucht.

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Entwicklung läuft bis Ende 2022

Nach Angaben des Fraunhofer WKI soll ein erster Demonstrator des ökologischen Boards Ende 2022 vorliegen. Auch wenn der Fokus der Forschenden zunächst auf SUP liegt, soll sich das Hybridmaterial auch für alle anderen Boards, etwa Skateboards eignen. Darüber hinaus könnte es als Fassadenelement in der Wärmedämmung von Gebäuden eingesetzt werden oder beim Bau von Fahrzeugen, Schiffen und Zügen Verwendung finden.

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