Am Fraunhofer IGCV wird seit Kurzem an der Aufbereitung von Carbonfasern geforscht.

Bild: Christian Strohmayr, A3

Rückführung von Leichtbauwerkstoffen So lässt sich Carbon nach Lebensende weiterverwenden

22.04.2022

Entlang der Prozesskette und nach Einsatz als Leichtbaumaterial bleiben von Carbon verschiedene Abfälle übrig, die sich eigentlich noch weiternutzen lassen. Ein Fraunhofer-Institut in Augsburg zielt nun darauf ab, den wertvollen Fasern mittels einer Nassvliesanlage neues Leben einzuhauchen.

Carbonfaserverbundwerkstoffe sind unter anderem aufgrund ihres Leichtbaupotenzials breitflächig im Einsatz, etwa in der Luftfahrtindustrie, in Windkraftenergieanlagen, im Automotive-Bereich und bei der Herstellung von Sportgeräten. Das Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV forscht jetzt an der Rückführung rezyklierter Carbonfasern. Hierzu nutzen die Wissenschaftler eine moderne Nassvliesanlage.

Die Anlagenprozesse ähneln dabei der einer Papierherstellungsanlage. Der entscheidende Unterschied ist, dass nicht Papierfasern zu Papier, sondern recycelte Carbonfasern zu Vliesstoff-Rollwaren verarbeitet werden. Die Carbonfaser findet sich dadurch umweltfreundlich in Form von Vliesstoffen wieder, zum Beispiel in Türverkleidungen, Motorhauben, Dachstrukturen, als Unterbodenschutz (Automobil), Hitzeschilder (Helikopter-Heckausleger) sowie im Flugzeuginterieur.

Altes Verfahren neu aufgelegt

Die angewendete Nassvliestechnologie ist eines der ältesten Vliesbildungsverfahren (um 140 v. Chr. bis 100 n. Chr.). Nassvliesstoffe finden sich dabei längst nicht mehr nur in klassischem Papier, sondern erstrecken sich von Klebstoff-Trägerfilmen über Verpackungsmaterial bis hin zu Banknoten sowie deren prozessintegrierten Wasserzeichen und Sicherheitsmerkmalen. Zukünftig kommen vor allem nachhaltige Technologiefelder rund um Batteriekomponenten, Brennstoffzellenelemente, Filtrationsschichten und funktionsintegrierte Werkstofflösungen, beispielsweise mit EMI-Abschirmfunktion, hinzu.

Die Nassvliesanlage am Augsburger Standort kann jegliche Fasermaterialien wie Natur-, Regenerat- und Synthetikfasern – vor allem aber recycelte Carbonfasern – zu neuartigen Vliesstoffen verarbeiten. Sie ist gezielt als Pilotlinie im Technikumsmaßstab ausgelegt und bietet große Flexibilität hinsichtlich Materialvarianten und Prozessparametern. Zudem sichert sie eine ausreichend hohe Produktivität, um nachfolgend skalierte Verarbeitungsversuche (zum Beispiel Demonstratorfertigung) zu ermöglichen.

„Die Nassvliestechnologie für die Verarbeitung technischer Fasern erfährt derzeit eine Revolution, die auf eine jahrhundertealte Tradition der Papierherstellung zurückgeht“, sagt Michael Sauer, Forscher am Fraunhofer IGCV.

Kenngrößen der Anlage

Der Hauptarbeitsbereich der Nassvliesanlage bezieht sich auf folgende Kenngrößen:

  • Prozessgeschwindigkeit bis zu 30 m/min

  • Rollenbreite von 610 mm

  • Flächengewichte realisierbar zwischen 20 und 300 gsm

  • Gesamtanlage in der Schutzklasse ≥ IP65, etwa für die Verarbeitung von leitfähigen Faserwerkstoffen

  • Anlagendesign auf Basis einer Schrägsieb-Anordnung mit hoher Entwässerungsleistung (unter anderem für die Verarbeitung stark verdünnter Fasersuspensionen oder für Materialvarianten mit hohem Wasserrückhaltevermögen)

  • modulares Anlagendesign für schnellen Wechsel von Materialvariante oder Prozessparameter

Bildergalerie

  • Die Nassvlies-Pilotanlage ist im Technikumsmaßstab ausgelegt und kann Natur-, Regenerat-, Synthetik- und Carbonfasern verarbeiten.

    Bild: Christian Strohmayr, A3

  • Die Anwendungen von Nassvliesen belaufen sich nicht mehr nur auf Papier, sondern mitunter auf Klebstoff-Trägerfilme, Verpackungsmaterial und Banknoten.

    Bild: Christian Strohmayr, A3

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