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CFK-Recycling Papier-Know-how soll Carbonfaser-Bauteilen ein zweites Leben schenken

Redakteur: Peter Königsreuther

Experten meinen, dass man heute nicht nur an Antriebsalternativen denken sollte, sondern auch an einen umweltfreundlichen Umgang mit Leichtbaumaterialien, wie carbonfaserverstärkte Komponenten.

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Blick in die Anlagen und Systeme zum Carbonfaserrecycling im Zentrum für Textilen Leichtbau am STFI. Ein Thema, das immer wichtiger wird, wie es heißt...
Blick in die Anlagen und Systeme zum Carbonfaserrecycling im Zentrum für Textilen Leichtbau am STFI. Ein Thema, das immer wichtiger wird, wie es heißt...
(Bild: D. Hanus)

Neue Antriebe seien gut und schön, erhöhen jedoch die Anforderungen nicht nur an den Motor, sondern auch an dessen Gehäuse und die Karosserie. Um diese zu erfüllen, kommen häufig carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) respektive faserverstärkte Composites zum Einsatz. So wie der Antrieb der Zukunft, sollten aber auch die Werkstoffe am Fahrzeug umweltfreundlich sein, mahnt die Zuse-Gemeinschaft. Deshalb sei das wirtschaftliche Recycling von Carbonfasern gleichermaßen gefragt. Institute der Zuse-Gemeinschaft sind momentan dabei, entsprechende Technologien zu entwickeln.

Der globale Carbonfaserbedarf hat sich vervierfacht!

Carbonfasern, landläufig auch als Kohlenstofffasern oder verkürzt als Kohlefasern bekannt, bestehen fast vollständig aus reinem Kohlenstoff. Sehr energieaufwändig wird dieser bei 1300 °C aus dem Kunststoff Polyacrylnitril (PAN) gewonnen. Zu den Einsatzvorteilen von Carbonfasern zählt, dass sie kaum Eigengewicht haben sowie enorm bruchfest und damit stabil sind. Das punktet beispielsweise am Batteriekasten von E-Mobilen oder in Strukturbauteilen der Karosserie. So arbeitet das Sächsische Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) aktuell gemeinsam mit Industriepartnern daran, die statisch-mechanischen Stärken der Carbonfasern mit Eigenschaften zur Schwingungsdämpfung zu verknüpfen, um die Gehäuse von E-Motoren im Auto zu verbessern. Im Rahmen eines vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekts ist die Entwicklung sogenannter Hybridvliesstoffe angedacht, die außer der Carbonfaser als Verstärkung weitere Faserstoffe enthalten sollen. „Wir wollen die Vorteile unterschiedlicher Faserstoffe verbinden und so ein optimal auf die Anforderungen abgestimmtes Produkt entwickeln“, erläutert Marcel Hofmann, STFI-Abteilungsleiter Textiler Leichtbau.

Gelinge das, würden die Chemnitzer bisherige Vliesstoffsysteme ergänzen. Und es sieht gut aus, denn sie blicken auf eine 15-jährige Geschichte in Sachen recycelter Carbonfasern zurück. Der globale Jahresbedarf der hochwertigen Fasern hat sich im vergangenen Jahrzehnt fast vervierfacht, wie aus Angaben der Industrievereinigung AVK hervorgeht. Das heißt, auf zuletzt rund 142.000 t. „Die steigende Nachfrage hat das Recycling immer stärker in den Fokus gerückt“, erläutert Hofmann. Carbonfaserabfälle sind, wie es weiter heißt, nur für etwa ein Zehntel bis ein Fünftel des Preises von Primärfasern erhältlich, müssen aber noch aufbereitet werden. Dreh- und Angelpunkt für den Forschungserfolg mit Blick auf recycelte Fasern sind aber konkurrenzfähige Anwendungen. Die habe das STFI nicht nur am Auto, sondern auch im Sport- und Freizeitsektor sowie in der Medizintechnik gefunden. Etwa für Komponenten von Computertomographen. „Während Metalle oder Glasfasern als potenzielle Konkurrenzprodukte im wahrsten Sinne des Wortes Schatten werfen, stört Carbon dageben die Bilddarstellung nicht und kann seine Vorteile voll ausspielen“, erläutert Hofmann.

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