Hybrid ans Ziel: Fachübergreifendes Projektteam entwickelt innovative Recyclinglösungen
Der industrielle Einsatz von Leichtbaulösungen scheitert derzeit noch oft an hohen Material- und Herstellungskosten. Darüber hinaus gibt es offene Fragen zu ökologischen Aspekten bei Recycling und Wiederverwendung von Hochleistungsfasern. In diesem Spannungsfeld erarbeiteten im Projekt VliesComp Fachteams aus Wissenschaft und Wirtschaft gemeinsam innovative Ansätze.
VliesComp-Projektkonsortium mit finalen Demonstratoren
Rezyklate in verschiedenen Leichtbaulösungen wieder in den Markt zu bringen, ist das Ziel der im Projekt VliesComp vereinigten Industriepartner Tenowo GmbH (Hof), Siemens AG (Erlangen) und Invent GmbH (Braunschweig). Wissenschaftliche Unterstützung erhielten sie in diesem Vorhaben vom Sächsischen Textilforschungsinstitut e. V. (Chemnitz), STFI.
Der Fokus von VliesComp war jedoch nicht die Suche nach dem höchsten mechanischen Strukturpotenzial. Projektziel war vielmehr die Generierung eines ökologischen und kosteneffizienten, multifunktionalen Mehrwerts durch den Einsatz von Rezyklaten für ausgewählte industrielle Anwendungen.
Inhaltliche Schwerpunkte
Im Zuge der Projektbearbeitung wurden vier inhaltliche Schwerpunkte gesetzt:
- Definition von Anforderungen an Materialien, Prozesse und Komponenten
- Technologieentwicklung im Bereich der Material- und Prozesstechnologie von
hybriden Vliesstoffen - Technologieentwicklung im Bereich der digitalen Wertschöpfung und Ökologie
von hybriden Vliesstoffen - Demonstration der Technologieverwendbarkeit durch Bauteilrealisierung und -bewertung
Beispielhaft betrachteten die Fachleute dabei die Anwendungsgebiete E-Maschinen für die Energiewende, E-Mobilität und Luftfahrt. Im Zuge der Entwicklung von Dämpfungselementen für E-Maschinen und Gehäuseabdeckungen für E-Motoren nutzten die Partner sowohl Hybridvliesstoffe aus thermoplastischer Faserkomponente und recycelter Verstärkungsfaser als auch Vliesstoffe auf Basis von 100 % recycelten Verstärkungsfasern.
Erzielte Ergebnisse
Nach mehreren Optimierungsschleifen konnten Dämpfungselemente auf Basis von Hybridvliesen mit verbesserten Dämpfungseigenschaften und vergleichbarer Steifigkeit zur Referenz entwickelt werden. Mit diesen neuen, besser dämpfenden Stützelementen können auftretende Schwingungen wesentlich schneller abgebaut werden, was zu einer geringeren Belastung der Stromschienen führt und somit die Lebensdauer des Isolationssystems verlängert.
Zur prototypischen Fertigung von Gehäuseabdeckungen wurde zunächst auf Basis einer Strukturanalyse ein Werkzeug zur Herstellung des Bauteils auf Basis von rCF-Vliesstoffen entwickelt. Über mehrere Optimierungsschleifen in der Prozessführung gelang es schließlich, Komponenten mit einem Rezyklatanteil von 100 % zu fertigen.
Im Vergleich zur Bauteilvariante aus Primärkohlenstofffasern im RTM-Verfahren ist bei gleicher Leistung ein um 14 % reduziertes CO2-Äquivalent möglich. Bei Verwendung des Prepreg-Verfahrens unter Nutzung eines Bioharzsystems zeigen die Berechnungen sogar ein Potenzial zur Reduzierung des CO2-Äquivalents
um fast 70 %.
Kontakt:
Sächsisches Textilforschungsinstitut e. V. (STFI), Chemnitz
Dipl.-Ing. (BA) Marcel Hofmann
Leiter Transfer
+49 371 52 74 205
Das Projekt VliesComp wurde im Rahmen des Technologietransfer-Programms Leichtbau (TTP Leichtbau) vom Bundesministerium für Wirtschaft und
Klimaschutz auf Grundlage eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
