Mehr Potenzial für naturfaserverstärkte Kunststoffe in technischen Bauteilen - neues Projekt
Der Einsatz nachhaltiger Materialien ist eine Entscheidung mit hoher
ökologischer Relevanz und ein strategischer Schritt für Unternehmen.
Klassisch verstärkte Materialien, z. B. kurzglasfaserverstärkte Polymere
(GFK) müssen dafür durch naturfaserverstärkte Kunststoffe (NFK)
substituiert werden. Eine direkte Eins-zu-Eins-Substitution ist oft nicht
möglich, so dass Grenzen und Potenziale naturfaserverstärkter Kunststoffe
vor allem für technische Bauteile systematisch analysiert werden müssen.
Am Fraunhofer LBF wurde das Projekt »NaFiTech« initiiert, wo die Partner
gemeinsam eine solide Datenbasis erarbeiten, um die Perspektiven dieser
relevanten Materialien fundiert bewerten zu können.
Herausforderungen bei dem Einsatz von naturfaserverstärkten Kunststoffen
Insbesondere naturfaserverstärkte Kunststoffe (NFK) bieten
vielversprechende Alternativen zu herkömmlichen Materialien. Diese
Werkstoffe kombinieren die vorteilhaften Eigenschaften von Kunststoffen
mit den nachhaltigen Aspekten von Naturfasern. Naturfaserverstärkte
Kunststoffe weisen häufig, im Vergleich zu klassischen
glasfaserverstärkten Kunststoffen (GFK), niedrigere mechanische
Eigenschaften auf, haben eine höhere Schwankungsbreite und sind thermisch
empfindlicher. Zudem absorbieren sie Feuchtigkeit, was ihre
Leistungsfähigkeit beeinträchtigen kann. Dem gegenüber punkten NFK durch
ihr geringeres Gewicht, eine höhere Schlagzähigkeit mit geringer
Splitterneigung und ihre biobasierte Herkunft. Während GFK seit
Jahrzehnten erfolgreich in verschiedensten Anwendungen eingesetzt werden,
birgt der Einsatz von NFK noch ein großes Potenzial für nachhaltige
Innovationen, vor allem in technischen Bauteilen.
Die Eigenschaften von NFK in der Anwendung wurden von den Forschenden im
Fraunhofer LBF in der Vergangenheit in verschiedenen Projekten untersucht.
Sie erarbeiteten beispielsweise Möglichkeiten für eine Faservorbehandlung,
um den Einfluss der Feuchtigkeit auf naturfaserverstärkte Kunststoffe zu
regulieren. Zudem wurden Methoden zur Berücksichtigung der mechanischen
Eigenschaften in der Bauteilauslegung entwickelt. Diese und weitere
Erkenntnisse bilden eine Grundlage für das neue industrielle
Verbundprojekt »NaFiTech«. Hier werden verschiedene Naturfasern,
Matrixmaterialien und Verarbeitungsmethoden untersucht, um die
bestmöglichen Kombinationen für unterschiedliche Anwendungen zu
identifizieren. Ziel dieses Projekts ist es, die Herausforderungen,
Grenzen und Potenziale naturfaserverstärkter Kunststoffe vor allem für
technische Bauteile systematisch zu analysieren.
Datenbasis zur Bewertung von naturfaserverstärkten Kompositen
Im Rahmen von »NaFiTech« wird eine solide Datenbasis erarbeitet, um die
Möglichkeiten und Perspektiven dieser ökologisch relevanten Materialien
fundiert zu bewerten. Das Fraunhofer LBF sucht Teilnehmende aus der
Industrie, die an der Weiterentwicklung und Anwendung von NFK interessiert
sind. Gemeinsam sollen neue Wege gefunden werden, um die
Leistungsfähigkeit von NFK zu optimieren und ihre Einsatzmöglichkeiten zu
erweitern.
Das Fraunhofer LBF verfügt über langjährige Expertise in der
Polymerforschung und Werkstofftechnik. Die Forschungsschwerpunkte liegen
in den Bereichen Betriebsfestigkeit, Systemzuverlässigkeit, Adaptronik und
Kunststoffe mit Fokus auf dem Transfer wissenschaftlicher Erkenntnisse in
industrielle Anwendungen.
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