de.wedoany.com-Bericht: Europäische Bioverbundwerkstoffe aus Flachs und Hanf dringen mithilfe automatisierter, präziser Fertigungstechnologien in leistungsstarke Industrieanwendungen vor, während traditionelle Handlaminierverfahren zunehmend abgelöst werden.
Jüngste Fortschritte in der Dünnschicht-Prepreg-Technologie ermöglichen es, Flachsrövinge (z. B. die von Depestele entwickelten) in ultraleichte, leistungsstarke Verbundstrukturen umzuwandeln. Durch den „Dünnschicht-Effekt" weisen diese Materialien eine verbesserte Schadenstoleranz auf, während automatisierte Prepreg-Systeme und Spritzgussverfahren mit Hinterpressung eine effiziente Großserienproduktion, etwa in der Automobilindustrie, vorantreiben.
Im Bereich der technologischen Innovation erweitert das kernlose Wickelverfahren die Anwendungsgrenzen von Naturfaser-Verbundwerkstoffen. Dieses Roboter-Verfahren wickelt harzgetränkte Flachsfasern präzise zu komplexen dreidimensionalen Geometrien, ohne dass herkömmliche Formen erforderlich sind, wodurch Materialabfälle deutlich reduziert und optimierte Strukturdesigns ermöglicht werden. Das FIBRAS-Projekt der Technischen Universität Eindhoven (Eindhoven University of Technology) nutzt diese Technologie, um spezielle Handhabungsmethoden zu entwickeln, die der inhärenten Variabilität von Naturfasern in hochkontrollierten Fertigungsumgebungen Rechnung tragen, und so leichte, ressourceneffiziente und nachhaltigere Baukonstruktionen für die Bauindustrie zu schaffen.
Das von ContiTech AVS France (einer Tochtergesellschaft von OESL-Automotive), Nautix und ComposiTIC (einem assoziierten Technologiezentrum der Universität der Südbretagne (University of Southern Brittany)) geleitete DynaMill-Projekt hat mit gemeinsamer Finanzierung durch die Region Bretagne sowie Unterstützung der Cluster ID4Mobility und EMC2 erfolgreich ein leichtes Motorstützgestänge für Kraftfahrzeuge entwickelt und mechanisch validiert. Dieses Gestänge wird mittels Spritzguss und automatischer Faserablage unter Verwendung von Flachsfaserverstärkung und einer biobasierten PA11-Matrix hergestellt. Aufbauend auf den vorangegangenen Leichtbauarbeiten des Dynafib-Projekts demonstriert dieses Projekt das Potenzial leistungsstarker biobasierter Verbundstrukturen, die nachwachsende Rohstoffe, Gewichtsreduzierung und skalierbare Fertigungstechnologien kombinieren, für Automobilanwendungen.
Das ICD/ITKE der Universität Stuttgart (University of Stuttgart) hat mit Unterstützung von Safilin das Verfahren „Con[knit]uous Rubble" entwickelt. Dieses Verfahren umhüllt unbehandelten Bauschutt mit nahtlosen Flachsfaserstrukturen mittels kontinuierlicher Rundstrickerei und ermöglicht so die Errichtung selbsttragender Bauformen wie Bögen und Säulen ohne Klebstoffe oder Mörtel, die vollständig demontiert und die Materialien wiederverwendet werden können. Zukünftig sollen biobasierte Harze integriert werden, um die Haltbarkeit und Leistungsfähigkeit weiter zu verbessern.
Im Bereich der additiven Fertigung bietet der 3D-Druck mit Endlos-Flachsfaserverstärkung, bei dem Flachsgarn mit Thermoplasten (z. B. PLA) co-extrudiert wird, mechanische Eigenschaften, die mit denen konventioneller Verbundwerkstoffverfahren vergleichbar sind, und eröffnet neue Möglichkeiten für schnelles Prototyping und kundenspezifische Strukturbauteile. Auch Hybrid-Flachsfaser-Filamente gewinnen in traditionellen 3D-Druckanwendungen zunehmend an Bedeutung.
Im Designbereich erhielt die französische Designerin Alyssa Cartaut auf dem 40. Internationalen Festival für Mode, Fotografie und Accessoires (International Festival of Fashion, Photography and Accessories) den Preis der Stadt Hyères für Modeaccessoires (City of Hyères Prize for Fashion Accessories). Ihre Kollektion „The Cushion Issue" umfasst mittels 3D-Druck aus mit europäischen Flachsfasern verstärktem PLA-Filament gefertigte Schuhkomponenten und bietet eine biobasierte Alternative zu herkömmlichen Materialien. Die Allianz unterstützte das Projekt durch die Förderung des Zugangs zu zertifizierten Fasern und die Vernetzung von Designern mit Materialexperten.
Im Bereich des 4D-Drucks entwickeln Forscher Materialien, die auf Reize wie Wärme oder Feuchtigkeit reagieren und es Strukturen ermöglichen, ihre Form und Funktion im Laufe der Zeit anzupassen. Professor Antoine le Duigou vom Institut de Recherche Dupuy de Lôme arbeitet in Zusammenarbeit mit Coriolis Composites an der Erforschung biomimetischer Materialien für Dekarbonisierungsanwendungen.
Im Bereich der Hanfverarbeitung hat die Pultrusionstechnologie für Langfaser-Hanf die Entwicklung hochfester Strukturelemente ermöglicht, wie den auf der JEC World ausgestellten 3,3 Meter langen Bauprototypen „Hemp Halo Canopy". Diese Struktur, die im Rahmen des EU-finanzierten RAW-Projekts (in Verbindung mit Terre de Lin, Safilin und Linificio Canapificio Nazionale) entwickelt wurde, kombiniert pultrudierte Hanfprofile mit CNC-gewebten Hanfoberflächen zu einem vollständig biobasierten, leichten und strukturell effizienten System und demonstriert die Möglichkeiten einer abfallfreien Bauweise.
Die Composites Edge GmbH hat eine adaptive Schallabsorptionsplatte aus Naturfasern und thermoplastischem Harz vorgestellt. Die Platte ist weniger als einen Millimeter dick, kann mittels automatischer Faserablage (AFP) hergestellt werden, ist vollständig recycelbar und wasserbeständig und absorbiert bis zu 95 % tieffrequenter Geräusche. Diese Innovation wurde als Finalist für die Kategorie „Most Creative Application" des CAMX Awards ausgezeichnet.
Bruno Pech von der Allianz für Europäisches Flachs-Leinen & Hanf (Alliance for European Flax-Linen & Hemp) erklärte: „Europäischer Flachs und Hanf definieren die Möglichkeiten der Bioverbundwerkstoff-Herstellung neu – von traditionellen Laminierverfahren hin zu hochautomatisierten Prozessen wie Wickeln, Prepreg-Systemen und additiver Fertigung. Diese Innovationen erschließen neue Ebenen der Präzision, Designfreiheit und Leistungsfähigkeit und beweisen, dass Naturfasern bereit für anspruchsvolle industrielle Anwendungen sind."
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