Composites Nachhaltige Composites verbessern CO2-Bilanz

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Bis 2050 soll Europa der erste klimaneutrale Kontinent werden. Nachhaltiges Produktdesign ist ein zentraler Schritt dahin. Faserverstärkte Kunststoffe bieten eine Alternative zu ressourcenintensiven Werkstoffen wie Metallen oder Legierungen, denn sie weisen je nach Rezeptur vergleichbare Stoffeigenschaften auf. Mit einem Baukastenprinzip bietet Lorenz Kunststofftechnik seine Composites stets die optimalen Eigenschaften an.

Auf dem Weg zu einem klimaneutralen Kontinent müssen alle EU-Staaten ihre Emissionen bereits bis 2030 um mindestens 55 Prozent gegenüber 1990 senken. „Die Bundesrepublik hat sich dieses Ziel dagegen schon für 2045 gesetzt und Bayern möchte es sogar nochmal fünf Jahre früher erreichen, nämlich 2040. Damit dieses ambitionierte Vorhaben gelingen kann, muss jeder mit anpacken“, betont Peter Ooms, Geschäftsführer der Lorenz Kunststofftechnik GmbH. Hierbei können Industriebetriebe vor allem an zwei Stellschrauben drehen: den Produktionsprozessen und dem Produktdesign. So lohne sich bei den Produktionsprozessen beispielsweise auf grüne Energie umzusteigen und interne Abläufe zu optimieren. Beim Produktdesign ist bereits die Wahl der einzelnen Materialien entscheidend.

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So suchen Entwickler intensiv nach Möglichkeiten, das Gewicht von Bauteilen und Produkten zu reduzieren, um beim Transport oder auch während der Nutzungsphase CO₂ einzusparen. Eine Alternative zu ressourcenintensiven Werkstoffen wie Metallen oder Legierungen bilden faserverstärkte Kunststoffe. Sie weisen je nach Rezeptur vergleichbare Stoffeigenschaften auf. So lassen sich faserverstärkte Kunststoffe effizienter produzieren sowie recyceln. Zudem verfügen sie über eine geringere Dichte und setzen über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg weniger CO₂ frei, besonders, wenn sie auf natürlichen oder Sekundärrohstoffen basieren.

One-Shot-Prozess ermöglicht hohe Funktionsintegration

„Composites verfügen gegenüber herkömmlichen Werkstoffen wie z.B. Stahl- und Aluminiumlegierungen über eine ganze Reihe von Vorteilen“, erläutert Ooms. „Dies fängt schon bei der Produktion der Halbzeuge an, die oftmals deutlich weniger Energie und Ressourcen benötigt sowie CO₂ freisetzt – besonders, wenn aufbereitete Sekundärrohstoffe aus Recyclingprozessen genutzt werden.“

Werden die Composites im One-Shot-Verfahren verarbeitet, ermöglicht dies darüber hinaus sehr kurze Zykluszeiten von wenigen Minuten sowie eine hohe Funktionsintegration. Denn mithilfe von Press- und Spritzgusstechniken lassen sich Composite-Bauteile in beliebiger Form anfertigen – auch in Verbindung mit metallischen Komponenten, die beispielsweise umspritzt werden. Dies reduziert die Anzahl notwendiger Einzelteile und somit einerseits den Zeitaufwand für nachfolgende Fertigungs- oder Montageschritte sowie andererseits das Gesamtgewicht der Endprodukte. Zudem lassen sich mit der Funktionsintegration auch Energieressourcen einsparen.

Baukastensystem: Komponenten flexibel zusammenstellen

Darüber hinaus können die Experten bei Lorenz Kunststofftechnik die Rezepturen der Sheet Moulding Compounds (SMCs) und der Bulk Moulding Compounds (BMCs) individuell auf die vom Endprodukt geforderten Eigenschaften hin ausgelegt werden. „Hierfür haben wir ein Baukastensystem entwickelt, bei dem sich alle Komponenten flexibel zusammenstellen lassen“, berichtet Ooms. „In enger Abstimmung mit dem Anwender finden wir stets den optimalen Kompromiss zwischen den jeweils benötigten Stoffeigenschaften wie Duktilität, Dichte oder Feuerbeständigkeit auf der einen sowie Nachhaltigkeitsaspekten auf der anderen Seite.“ Dazu zählen die Fasern, die die mechanischen Eigenschaften verstärken sollen, aber auch die jeweiligen Harze und Füllmittel, die etwa das Brandverhalten entscheidend beeinflussen. So kann statt der klassischen Materialien wie Carbon- oder Glasfasern auch auf natürlich Rohstoffe wie etwa Flachs oder andere regionale Fasern zurückgriffen werden. Diese bergen den zusätzlichen Vorteil, dass sie auf natürliche Weise CO₂ aus der Atmosphäre binden. Vor allem bei Füllmitteln und Harzen bieten sich neben pflanzlichen Anteilen, sogenannten Bioharzen, oftmals auch Restwertstoffe aus anderen Industrien an.

Rezyklate bilden Ausgangsstoff für neue Halbzeuge

Schon seit vielen Jahren legt Lorenz Kunststofftechnik Wert auf eine umweltschonende Produktion. Mit den eigenen Recyclinganlagen zerkleinert der Betrieb das Material ausgedienter Produkte schonend, sodass die darin enthaltenen Fasern möglichst gut erhalten bleiben. Die auf diese Weise gewonnenen Rezyklate können im nächsten Schritt einfach als Ausgangsstoff für neue Halbzeuge verwendet werden. Auch Produktionsabfälle von SMC und BMC führt der Betrieb wieder zurück in den Rohstoffkreislauf. So sinkt der Entsorgungsaufwand, die Umwelt wird nicht durch industrielle Abfallstoffe belastet und zugleich werden weniger Primärressourcen benötigt. „Auf Wunsch liefern wir die Ökobilanz unserer Produkte und Halbzeuge inklusive aller Nachweise gleich mit – und der Aufwand für eine zusätzliche Lebenszyklusanalyse entfällt für unsere Kunden“, so Ooms abschließend.

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