Funktionale Polymere für den Leichtbau

Durch Verstärkung mittels Kohlenstoff-, Glas- oder Kunststofffasern etc. können die mechanischen und thermischen Eigenschaften von Kunststoffen erheblich gesteigert werden. Hierbei kommen u.a. Kurz- und Langfasern mit relativ hohen Volumenanteilen im Bereich der Extrusion, des Spritzguss und des Spritzpressens zum Einsatz. Nachteil dieser Verbundmaterialien ist ihre bedingte, zumindest mit „down-cycling“ verbundene, Recyclingfähigkeit.

Eine Alternative stellen sogenannte Tapelegeverfahren dar. Hierbei handelt es sich um additive Verfahren, bei denen thermoplastische Prepregs in Form von unidirektional, endlosfaserverstärkten Bändern (robotergestützt) auf dem zu verstärkenden Bauteil bzw. einem Werkzeug abgelegt werden. Auf diese Weise können Bauteile lastgerecht und kundenspezifisch verstärkt werden. Bereits der Einsatz eines geringen Anteils faserverstärkten Materials führt in vielen Anwendungen zu einer erheblichen Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Bauteils, sodass sich dieser Ansatz durch Verfahrensvereinfachungen, Materialeinsparung und vermehrten Einsatz von Sekundärkunststoffen bereits auch für Produkte im Niedrigpreissegment aus betriebswirtschaftlicher Sicht rentieren kann.

Aktuelle Projekte befassen sich mit der Ressourceneffizienz dieser Materialien. Neben der Verwendung nur geringer Mengen an faserverstärkten Material, soll die Verwendung von Kunststofffasern zu 100% recyclingfähigen Materialien führen. Andererseits soll durch Funktionalisierung eine Verbindung zu anderen Materialien, wie Metallen und Duroplasten, ermöglicht werden, um die positiven mechanischen Eigenschaften der verschiedenen Materialklassen zu nutzen und damit neue Konstruktionsmöglichkeiten zur schaffen.

  • Duroplast-Thermoplast Verbindung - Entwicklung eines reaktiven thermoplastischen, faserverstärkten Tapes zur Verstärkung tragender duroplastischer Bauteile: Förderung durch die Europäische Union aus dem Fond für Regionale Entwicklung und durch das Land Rheinland-Pfalz
  • eu rlp
  • All-Polymer Faserverstärkung zur Erhöhung der Ressourceneffizienz hochwertiger, voll recyclingfähiger Kunststoffprodukte:
    bmfb reziprok