Koordinator
Dr. Gabriele Korus
Laufzeit
01.11.2012 - 31.10.2014
Projektvolumen
2,5 million €
Projektpartner
SGL Carbon GmbH
Universität Augsburg
Basismaterialien und -prozesse für die kosteneffiziente Carbonfaser der Zukunft
Derzeit werden mehr als 95 % der Carbonfasern aus speziellen Vorläuferfasern, den sogenannten „Precursorfasern“ hergestellt. Diese Precursorfasern beinhalten üblicherweise ein Polymer, das Polyacrylnitril, oder kurz PAN. Aufgrund der hohen Preise des erdölbasierten Polymers und des teuren Herstellungsprozesses betragen die Kosten der Precursoren etwa 50 % der Kosten für die Carbonfaser. Aufgrund der hohen Kosten, sowohl der Faserproduktion selbst als auch der Composit-Herstellung, begrenzt sich die Nutzung dieser einzigartigen Werkstoffe derzeit hauptsächlich auf High-End-Anwendungen.
Die Herstellung der Carbonfasern setzt sich im Wesentlichen aus drei Prozessschritten zusammen: Die chemische Stabilisierung der PAN-Faser findet bei Temperaturen bis zu 300 °C statt. Der nächste Schritt, die sogenannte „Carbonisierung“ erfolgt oberhalb von 1000 °C. Im letzten Schritt wird die Oberflächenbehandlung durchgeführt, die für die Weiterverarbeitung essentiell ist. Ein Ziel des Vorhabens MAI Green ist die gezielte Untersuchung und Anpassung dieser Schritte. Durch grundlegende Untersuchungen der chemischen Reaktionen entlang der Prozesskette sollen die Reaktionswege aufgeklärt und verstanden werden. Als Ergebnis soll ein deutlich verbrauchsoptimierter Parametersatz zur kosteneffizienten Herstellung von Carbonfasern aus PAN-Precursoren ermittelt werden.
Eine weitere Möglichkeit, die Herstellungskosten für Carbonfasern signifikant zu senken, ist der Einsatz eines alternativen Materials für die Precursoren. Hier kann beispielsweise das Biopolymer Lignin eingesetzt werden. Lignine fallen bei der Zellstoffgewinnung als „Abfallprodukt“ an. Lignine als Precursormaterial zur Carbonfaserherstellung einzusetzen, ist daher Gegenstand aktueller Forschungsarbeiten. Prinzipiell konnte gezeigt werden, dass sich Carbonfasern aus Ligninen in einem Schmelzspinnprozess herstellen lassen, allerdings ist der Einsatz durch die zur Zeit erreichbare Reinheit und den nicht optimalen Herstellungsprozess stark limitiert. Industriell einsetzbare Hochleistungsfasern können so nicht erreicht werden. Hier setzt das Vorhaben MAI Green an.
Abbildung: „Grüne“ Carbonfaser über „grünen“ Precursor
Ein weiterer Schwerpunkt des Projektes ist die Untersuchung und die Herstellung von maßgeschneiderten Ligninen als alternativer Rohstoff für die Erzeugung von Carbonfasern sowie die Etablierung einer für diesen Rohstoff angepassten Prozesskette.
10.03.2021
CU MAI Carbon
Weiterbildung
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16.03.2021
CU
Weiterbildung
Webseminar: Gesundheitsschutz bei der Verarbeitung von Composite-Bauteilen (Nass-Laminieren und Wicklen)
17.03.2021
CU
Weiterbildung
Webseminar Wednesday: Additive Fertigung von Strukturbauteilen mit Flüssigkristallpolymeren
18.03.2021
CU CU Bau CU Ost
Sitzung der CU-Arbeitsgruppe "Technischer Marktreport"
18.03.2021
Virtuelle Masterclass mit CU Mitglied Hufschmied: „Serienbearbeitung von faserverstärkten technischen Kunststoffen und Inline-Prozesskontrolle"
19.03.2021
CU CU Ost
10. Ordentliche Mitgliederversammlung des Clusters CU Ost
23.03.2021
CU
Kick-off-Meeting AG Composites Influencer
24.03.2021
CU CU Nord CU Ost
CU-Thementag "Digitalisierte Fertigung für eine emissionsfreie Mobilität"
25.03.2021
CU
Sino & German Forum on Composites Engineering and Applications
25.03.2021
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Mitgliederversammlung CU Switzerland
26.03.2021
Ceramic Composites CU Bau
3. Gemeinsame Sitzung der Ceramic Composites - Arbeitsgruppe "Endbearbeitung CMCs - Oberflächentechnik CMC/CFK" und des DKG-Fachausschusses FA5 „Nachbearbeitung Keramik“
30.03.2021
CU CU Bau
4. Thementag der CU-Arbeitsgruppe „Automatisierte Fertigung im Bauwesen inkl. Serielles Bauen“
14.04.2021
CU CU Ost
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19.04.2021
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Virtuelle BMWi-Geschäftsanbahnung 2021 – Leichtbautechnologien im Zielland Japan
21.04.2021
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Webseminar Wednesday: Realisierte Brücken aus Carbonbeton
23.04.2021
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Weiterbildung
Weiterbildung: Grundlagen Thermoplastische Faser-Kunststoff-Verbunde
28.04.2021
CU CU Nord
CU-Thementag „Fire protection with composites across industries – Sustainable solutions and trends“
28.04.2021
CU
Weiterbildung
Online-Weiterbildung: Faserverbundwerkstoffe in der Praxis – Grundlagen der Mechanik und Modellierung
06.05.2021
ENGEL Lightweight Future Day 2021
19.05.2021
CU CU Nord CU Ost
CU-Projektwerkstatt „Additive Manufacturing of Composite Tooling – Materials and Technologies“
27.05.2021
CU Switzerland
Konferenz «Polymer Replication on Nanoscale»
01.06.2021
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JEC World in Paris
08.06.2021
CU CU Bau CU Ost
CU Bau Innovationsforum FiberBuild - Workshop „Bau trifft Faserverbund"
17.06.2021
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Weiterbildung
Weiterbildung: Basiswissen der Faserverbundfertigung - qualitätsgerechte Fertigung, Schadensvermeidung, Arbeitsschutz
17.06.2021
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24. Internationales Dresdner Leichtbausymposium
23.06.2021
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LightCon 2021
29.06.2021
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CU Switzerland: Online-Forum «Composites AND Sustainability»
01.07.2021
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Weiterbildung: Digitaler Wissenstransfer - Einsatz von Mixed Reality und Lehrvideos im Unternehmen
15.07.2021
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CU Bau Innovationsforum FiberBuild - Workshop „Faserverbund trifft Bau"
21.07.2021
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Sommergrillen von CU Ost und CU Bau
08.09.2021
30 Jahre - IVW Kolloquium
13.09.2021
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CU Switzerland/LIGHTer: Trade Mission Schweden - Schweiz
28.09.2021
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Online-Weiterbildung: Faserverbundwerkstoffe in der Praxis - Werkstoffe, Konstruktion und Verarbeitung
29.09.2021
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SAMPE Europe 21 Conference
07.10.2021
CU CU Bau CU Ost
CU BAU Innovationsforum „FiberBuild – Faserverbundindustrie erschließt Bauwesen“
12.10.2021
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Weiterbildung: Thermoanalyse
13.10.2021
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Weiterbildung: Mechanische Prüfung
16.11.2021
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Weiterbildung: Wärmetechnik für Faser-Kunststoffverbunde
24.11.2021
CU
Weiterbildung
Weiterbildung: Infiltrationstechnik - Theorie und Praxis
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