Der Einsatz nachhaltiger Materialien und Werkstoffe ist eine Entscheidung mit hoher ökologischer und gesellschaftlicher Relevanz und ein strategischer Schritt für Unternehmen. In der Herstellung müssten dafür klassisch verstärkte Materialien (z. B. kurzglasfaserverstärkte Polymere (GFK) durch naturfaserverstärkte Kunststoffe (NFK) substituiert werden. Da eine direkte Eins-zu-Eins-Substitution in vielen Anwendungen nicht möglich ist, besteht der Bedarf, Grenzen und Potenziale naturfaserverstärkter Kunststoffe vor allem für technische Bauteile systematisch zu analysieren. Forschende am Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF haben das Verbundprojekt »NaFiTech« initiiert und suchen weitere Partner mit dem Ziel, gemeinsam eine solide Datenbasis zu erarbeiten, um die Möglichkeiten und 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.
Details zu den Schwerpunkten und dem weiteren Vorgehen finden Interessierte hier: www.lbf.fraunhofer.de/nafitech
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.
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.
Details zu den Schwerpunkten und dem weiteren Vorgehen finden Interessierte hier: www.lbf.fraunhofer.de/nafitech
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.
