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.
Die dazugehörigen Abschlussberichte der Projektpartner finden Sie hier: Abschlussbericht MAI Green
27.01.2023
CU
MAI Carbon
Talente finden & binden: Fachkräftegewinnung und gezielte Weiterbildung im Bildungs- und Personalnetzwerk SIAT
30.01.2023
CU
MAI Carbon
Sitzung der AG "Digitalisierung"
01.02.2023
CU
Weiterbildung
Webseminar Wednesday: EU INNOVATION FUND – €3 billion financial support for companies investing in green products, processes, and technologies
02.02.2023
CU
Projekt GreenOffshoreTech: Zweite Infoveranstaltung
08.02.2023
CU
Weiterbildung
Webseminar Wednesday: How AI based solutions can enhance production efficiencies improve sustainability and reduce waste
09.02.2023
CU
CU Bau
CU Ost
CU-Projektwerkstatt "Herausforderung SMC im Wertstoffkreislauf"
13.02.2023
CU
MAI Carbon
Sitzung des AK "KMU"
14.02.2023
CU
CU Nord
Deutsch-Chinesischer Aviation-Workshop
15.02.2023
CU
Weiterbildung
Webseminar Wednesday: Offensichtliche „Geheimnisse“ von Dämmstoffen – Vorteile für Bauelemente mit Carbon Bewehrung
17.02.2023
CU
Projekt GreenOffshoreTech: Antragstellerwerkstatt 2
20.02.2023
CU
CU West
Jour Fix CU West: „Rosenmontagsausgabe: Composites-Slam“
28.02.2023
CU
CU Nord
CU Ost
CU Innovation Day "Effiziente und Nachhaltige Produktion großer Composite-Strukturen – Postcuring Prozesse"
02.03.2023
CU
CU West
Mitgliederversammlung von CU West
03.03.2023
Ceramic Composites
CU
Sitzung des AK "Verstärkung keramischer Werkstoffe"
06.03.2023
CU
CU Nord
CU Ost
CU West
CU-Reihe "Verbundwerkstoff trifft Anwenderbranche": Einladung zu "Verbundwerkstoff trifft Wasserstofftechnik"
07.03.2023
-
10.03.2023
CU
CU Ost
Additive Fertigung - Evolution einer modernen Technologie
08.03.2023
CU Switzerland
EPFL Engineering Industry Day 2023
08.03.2023
CU
CU Nord
CU Ost
Sitzung der AG "Leichtbau für Wasserstoffsysteme" - Pitch Event
20.03.2023
-
21.03.2023
Ceramic Composites
CU
CU Austria
CU Bau
CU BW
CU Leichtbau-Forschung
CU Nord
CU Ost
CU Switzerland
CU West
MAI Carbon
5. Fachtagung COMPOSITE RECYCLING & LCA
20.03.2023
Ceramic Composites
CU
CU West
16. Jour Fix: „Chancen für Verbundwerkstoffe in der Verteidigungstechnik“
23.03.2023
CU
Weiterbildung
Online-Weiterbildung: Faserverbundwerkstoffe in der Praxis - Werkstoffe, Konstruktion und Verarbeitung
24.03.2023
CU
MAI Carbon
Talente finden & binden: Fachkräftegewinnung und gezielte Weiterbildung im Bildungs- und Personalnetzwerk SIAT
24.03.2023
CU
CU Ost
12. Ordentliche Mitgliederversammlung CU Ost
24.03.2023
-
25.03.2023
CU
CU Ost
Meet the Robots - Robotertage in Dresden
27.03.2023
-
31.03.2023
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Geschäftsanbahnung Polen – Nachhaltigkeitslösungen und Leichtbau für die gesamte Fahrzeugindustrie
30.03.2023
CU
Weiterbildung
Online-Weiterbildung: Faserverbundwerkstoffe in der Praxis – Grundlagen der Mechanik und Modellierung
18.04.2023
CU
MAI Carbon
Sitzung der AG "CFK im Maschinenbau"
19.04.2023
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MAI Carbon
Fachkräfte finden & binden: Impulse eines innovativen Recruitings - eine Kooperationsveranstaltung mit A3
25.04.2023
-
27.04.2023
CU
JEC World 2023 in Paris
04.05.2023
CU
CU Ost
CU West
CU Innovation Day "Automated Fiber Placement"
16.05.2023
CU
CU Ost
Projekt-Konferenz "Leichtbau made in Berlin"
26.05.2023
CU
MAI Carbon
Talente finden & binden: Fachkräftegewinnung und gezielte Weiterbildung im Bildungs- und Personalnetzwerk SIAT
13.06.2023
-
14.06.2023
Ceramic Composites
CU
CU Austria
CU Bau
CU BW
CU Leichtbau-Forschung
CU Nord
CU Ost
CU Switzerland
CU West
MAI Carbon
LightCon 2023
22.06.2023
-
23.06.2023
CU
CU Ost
26. Internationales Dresdner Leichtbausymposium
23.08.2023
CU
CU Bau
CU Ost
Sommergrillen von CU Ost und CU Bau
13.10.2023
Ceramic Composites
CU
Sitzung des AK "Verstärkung keramischer Werkstoffe"
16.11.2023
CU
5. Ordentliche Mitgliederversammlung des Composites United e. V.
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