GreenBox - Nachhaltige, CO2-optimierte Leichtbauverbundwerkstoffe für mobile Anwendungen

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Die Nachfrage nach Produkten aus nachhaltigen Faserverbundwerkstoffen im Mobilitätsbereich wächst stetig und die Bedeutung von Faserverbundwerkstoffen in diesem Sektor wird in Zukunft immer relevanter werden. Eine ökologische Alternative zu glasfaserverstärkten, petrochemischen Verbundwerkstoffen können Verbundwerkstoffe aus naturfaserverstärkten und biobasierten Kunststoffen sein. Um diese nachhaltige Alternative in der Breite wettbewerbsfähig zu machen und damit erhebliche Umweltentlastungseffekte zu erzielen, ist der nächste Schritt in Richtung industrieller Serienfertigung notwendig. Hierzu bedarf es weiterer Entwicklungen und Fortschritte, wie der Prozesstechnik in einer skalierten Fertigung von Plattenwerkstoffen, der Bauteilauslegung und Werkstoffauswahl sowie umfangreichen Testreihen für verschiedene Faser- und Harztypen durch die Arbeitsgruppe Biologische Werkstoffe an der Hochschule Bremen am Bionik-Innovations-Centrum und GREENBOATS, um die drei Stellgrößen „Performance“, Kosten und Nachhaltigkeit besser miteinander vereinbaren zu können. Die zielgerichtete Entwicklung von Sandwichplatten bietet sich im Speziellen durch die große Bandbreite an Anwendungsmöglichkeiten und der damit verbundenen Skalierbarkeit an. Dieses Vorhaben wurde aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert. 

 

MarineCare – Nachhaltige Verbundwerkstoffe für maritime Anwendungen

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Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines nachhaltigen Verbundwerkstoffes mit Decklagen aus recycelten Kohlenstofffasern (rCF), einem biobasierten Epoxidharz und einem Kern aus recyceltem PET (gewonnen aus Einwegflaschen). Dabei sollen durch den Einsatz eines Feststoffharzes auch die bisher eingesetzten Vakuuminfusionsverfahren substituiert werden. Kritisch dafür sind die am IVW zu entwickelnden Prepregs. Für diese werden die rCF-Textilien mit dem Harz in Pulverform vorimprägniert. Die hieraus entstehenden Prepreg-Halbzeuge werden anschließend in Bauteilform abgelegt und nachfolgend in einem ebenfalls vakuumbasierten Prozess final imprägniert und konsolidiert. Die Textilien werden in Musterform imprägniert, um die Imprägnierung und die Evakuierbarkeit der Prepregs zu verbessern. Gleichzeitig soll so deren Drapierbarkeit gezielt gesteuert werden. Die neu entwickelten Materialien und Technologien werden final in einem Demonstrator in Form eines Foilboards gefertigt und deren Übertragbarkeit für andere Produkte untersucht. Das Eurostars Projekt erfolgt in Kooperation mit den Projektpartnern Swiss CMT AG und Leibniz-Institut für Verbundwerkstoffe GmbH und wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert (Förderkennzeichen 01QE2028C).

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GraNaTex - Graphenmodifizierte Naturfasertextilien für Anwendungen im Leichtbau 

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Das Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung und Anwendung von Faserverbundwerkstoffen mit Naturfasern, deren Oberflächen mit Graphen modifiziert sind, und die dadurch wesentlich verbessere mechanische Eigenschaften erreichen und für den Leichtbau geeignet sind. Natürliche Faser-Materialien sind aufgrund ihrer Nachhaltigkeit und ressourcenschonenden Eigenschaften von großem Interesse für den Einsatz in Faserverbundwerkstoffen. Sie lassen sich energieärmer als Glas- oder Kohlefasern herstellen, sind leichter und haben akustisch dämpfende Eigenschaften. Absolut liegen die mechanischen Eigenschaften unter dem konventionellen E-Glas-Fasern.

Durch die Verankerung von Graphen auf Naturfaseroberflächen wird einerseits die Wechselwirkung zwischen Matrix und Faser signifikant verbessern und andererseits die mechanischen Eigenschaften der Faser selbst erhöhen. Weitere (multi-)funktionelle Eigenschaften sind zu erwarten, z.B. Barrierewirkung gegen Wasseraufnahme, antibakterielle und antikorrosive Funktion sowie Bewuchsschutz (Anti-fouling), elektrische Leitfähigkeit mit der Möglichkeit zu induktiver Aufheizung und Erhöhung der thermischen Leitfähigkeit. Das weitere Kernelement des Projekts besteht darin, geeignete Prozesse zu finden, welche Graphen auf der Oberfläche von Naturfasern gleichmäßig und in kontrollierter Menge verteilen und dort verankern. Das ZIM-Projekt wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.