Rohstoffeffizienz-Preis goes to... Dresden
Das TU Dresden-Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) hat offensichtlich einen "Lauf". Zwei Monate nach dem Deutschen Zukunftspreis des Bundespräsidenten für Technik und Innovation wurde den Textilforschern jetzt der Deutsche Rohstoffeffizienzpreis in der Kategorie "Forschung" zuerkannt - und zwar für ein Thema, das ein wichtiges Zukunftsproblem lösen soll: die rohstoffeffiziente Verwertung von recycelten Carbonfasern. Die Dresdner Maschinentechniker entwickelten dazu eine Technologie zur industriellen Fertigung von Hybridgarnen für den Einsatz in hochbelastbaren CFK-Bauteilen - eine Spezialkrempelanlage.
Leichtbau auf Basis von Carbon-Garnen mit hoher Festigkeit und Steifigkeit kommt mit Blick auf PKW-Karossen, Flugzeugteile, Architekturanwendungen und Elemente für den Maschinen- und Anlagenbau immer mehr zum Tragen. Obwohl entsprechende Produktionsabfälle und genutzte Faserkunststoffverbunde wiederaufbereitet werden und damit recycelte Carbonfasern für die Fertigung neuer Produkte wieder bereitgestellt werden, wird das Leistungsvermögen nach Experteneinschätzung bei weitem noch nicht ausgeschöpft. Hier setzt das neue Verfahren an. Wissenschaftlern des ITM gelang es unter der Federführung von Forschungsgruppenleiter Dr.-Ing. Anwar Abdkader, die Verfahrensstufen zur Aufbereitung und Verarbeitung der außerordentlich spröden Carbon-Fasern für neue Verbundwerkstoffe weiterzuentwickeln. Auf dieser Grundlage wird gerade am ITM zusammen mit Industriepartnern eine Prozesskette zur Entwicklung und Umsetzung von neuartigen Garnkonstruktionen aus recycelten Carbonfasern (rCF) aufgebaut. In der neuartigen Spezialkrempelanlage werden die recycelten Fasern aufgelöst, vereinzelt und zu einem breiten gleichmäßigen Band zusammengeführt. Anschließend lassen sich daraus mit verschiedenen Spinntechnologien unterschiedliche Hybridgarne aus gleichmäßig vermischten, recycelten Carbon- und Thermoplastfasern fertigen.
rCF-Hybridgarne bieten aufgrund der parallelen Faserausrichtung, homogenen Durchmischung und hohen Faserlänge nahezu Zugfestigkeiten von primären Carbonfasern im Faserverbundwerkstoff. Mit diesen unikalen Technologien lässt sich eine industrielle Massenproduktion hochbelastbarer komplexer CFK-Bauteile in reproduzierbarer Qualität mit sehr geringen Taktzeiten, beispielweise in der Elektromobilität nachhaltig und effizient, einsetzen. Die jetzt ausgezeichnete Forschungslösung konnte insbesondere durch ein aktuelles DFG-Projekt und durch das industrienahe BMBF-FOREL-Verbundvorhaben „3DProCar" maßgeblich vorangetrieben werden.