rCF-Mobil - Recycelte Hochleistungscomposite für Mobilitäts- und Transportanwendungen

Koordinator

Alexander Gundling, Carbon Composites e.V.

Laufzeit

01.01.2018 – 31.12.2019

Projektpartner
  • ACE Advanced Composite Engieering GmbH
    Wagenfelder Spinnereien GmbH
    IVW Institut für Verbundwerkstoffe GmbH

Trotz einer weitgehenden industriellen Etablierung muss in der Herstellung von duroplastischen Faser-Kunststoff-Verbundbauteilen, beispielsweise mittels des Resin Transfer Moldings (RTM), Faserverschnitt in Höhe von bis zu 40 % des Materialeinsatzes in Kauf genommen werden. Diese beschlichteten und noch nicht imprägnierten Fasern weisen zwar das gleiche mechanische Potential wie Neufasern auf, sind aber aufgrund der aktuellen Marktsituation nur schwer zu monetarisieren und werden daher in der Regel als Inhouse-Abfall eingestuft.

Dieses Problem soll durch das Forschungsprojekt rCF-Mobil gelöst werden, indem diese Faserverschnittabfälle in neuartigen und fortschrittlichen Prozesstechnologien erneut als Faserverstärkung in duroplastischen FKV-Prozessen zum Einsatz kommen. Dadurch soll nicht nur eine deutliche Verbesserung der Kostenstruktur bei der Herstellung von FKV-Bauteilen erreicht sondern auch der betriebsinterne Materialkreislauf geschlossen werden. Hierzu wird ein neuartiger und ganzheitlicher Ansatz zum Recycling der Kohlenstofffasern in Kombination mit einem latenten B-Stage Harzsystem untersucht und in einem industrienahen Prozess umgesetzt (vgl. Abbildung 1). Recycelte Kohlenstofffaser-Vliese (rCF-Vliese) sollen mit Harz übersättigt werden, um dann in einem neuartigen Harztransferpress-Prozess (HTP) ebenfalls aus Faserverschnitt hergestellte rCF-Gelege zu imprägnieren. Hierzu wird das überschüssige Harz aus dem Vlies in das Gelege gepresst und der gesamte Aufbau konsolidiert. Der B-Stage Charakter der verwendeten Harzsysteme soll eine Lagerfähigkeit der übersättigten Vliese bei Raumtemperatur über einen längeren Zeitraum (Wochen) ermöglichen. Weiterhin sollen durch den Einsatz dieser fließfähigen Vliesstrukturen während des HTP-Prozesses Versteifungselemente wie zum Beispiel Rippen ausgeformt werden können, wodurch eine Zusatzfunktionalität des Halbzeugs geschaffen wird.

Durch die zu entwickelnden Verarbeitungsprozesse und -routen sollen duroplastische Strukturbauteile gefertigt werden, welche zu 100% mit recycelten Kohlenstofffasern verstärkt sind und trotz einer gewissen Fließfähigkeit des Halbzeugs eine überwiegend lastgerechte Faserorientierung aufweisen. Als Grundmaterial kommen dabei Verarbeitungsabfälle des Projektpartners ACE Advanced Engineering Composite GmbH zum Einsatz. Das langfristige Ziel ist die abfallfreie Produktion von FKV-Bauteilen durch einen geschlossenen Recycling-Kreislauf zu ermöglichen.

Der CC West koordiniert im Rahmen des Vorhabens die Projektpartner, stellt eine adäquate Kommunikation der Projektergebnisse zum Beispiel auf Fachkonferenzen, Messen und Tagungen sicher und engagiert sich somit in der aktiven Vermarktung der Forschungsergebnisse.

Abbildung 1: Prozessroute rCF-Mobil