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Vortrag

Recycelte Kohlenstofffasern im komplexen Strukturbauteil – Organobleche aus rCF-Stapelfasergarnen

Donnerstag (06.07.2017)
17:00 - 17:20 Uhr
Bestandteil von:


Bereits für das Jahr 2020 werden jährlich bis zu 20.000 t CFK-Abfall (CFK = Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff) prognostiziert, wovon 2/3 inhouse und 1/3 End-of-Life (EoL) anfallen werden. Dies entspricht ungefähr 12.500 t reine Kohlenstofffasern (CF), was ca. 10 % der aktuellen Welt-Jahres-Produktion entspricht. Diese Zahlen demonstrieren, dass Lösungen zum Recycling von CF (rCF) gefunden werden müssen.

 

Der Stand der Technik kann ein wahres Recycling von CF noch nicht abbilden. Etablierte Verfahren entsprechen vielmehr einem sogenannten Downcycling, welches jedoch eine deutliche Verschlechterung der Werkstoffeigenschaften in Kauf nimmt. Beispiele hierfür sind rCF-Vliese, kurzfaserverstärktes Spritzgussgranulat oder auch gemahlene rCF für Füllstoffanwendungen.

 

Ein Recycling kann nur unter Beibehaltung der Faserlängen und einer definierten Faserorientierung im Halbzeug gelingen. Eine Möglichkeit hierfür stellt dabei die Herstellung von Organoblechen aus rCF/PA6-Hybridstapelfasergarnen dar, wie sie im Projekt InTeKS entwickelt werden. Diese Organobleche heben sich nicht nur durch den Einsatz von ökologisch effizienten rCF ab, sondern auch durch ihre herausragende Drapierbarkeit. Dies wird durch ein Zwischenfasergleiten der endlichen Filamente im Stapelfasergarn bei Prozesstemperatur erreicht. Innerhalb des Projektes InTeKS wird die gesamte Prozesskette von der recycelten Faser über die Gelege- und folgend Organoblechherstellung bis hin zum fertigen Demonstratorbauteil abgebildet. Eine Simulation zur späteren Bauteilauslegung unter Berücksichtigung der besonderen Drapierfähigkeit der Organobleche rundet das Forschungsvorhaben ab.

 

Im Vortrag wird die Prozesskette detaillierter vorgestellt. Anschließend wird auf die mechanische Performance der rCF/PA6-Organobleche eingegangen sowie ein Einblick in das Verhalten der Organobleche im Thermoformprozess gewährt. Bereits heute erreichen InTeKS-UD-Zugproben im Vergleich mit Neufaser-Zugproben eine 85-prozentige Performance. Zusammenfassend ist es mit dem InTeKS-Material erstmals gelungen, ein Halbzeug aus rCF zu entwickeln, welches den Ansprüchen an ein Recycling genügt. Somit können die Projektergebnisse einen wesentlichen Beitrag zur Akzeptanz von CFK als Werkstoff leisten.

Sprecher/Referent:
Dipl.-Ing. Christian Goergen
Institut für Verbundwerkstoffe GmbH (IVW)
Weitere Autoren/Referenten:
  • Prof. Dr. Peter Mitschang
    Institut für Verbundwerkstoffe GmbH
  • Stephan Baz
    Institut für Textil- und Verfahrenstechnik Denkendorf