Bei der Herstellung von Faserverbundbauteilen aus Carbonfasern und Epoxidharz entstehen bis zu einem Drittel an Verschnitt. Ein Forschungskonsortium unter Beteilung des Würzburger Kunststoff-Zentrums will das mit dem Projekt PreCycle jetzt ändern. Die Lösung: Fahrradpedale.
Leichtbaulösungen in der Luftfahrt und der Automobil- oder der Sportindustrie zeichnen sich durch gute mechanische Eigenschaften bei gleichzeitig geringem Gewicht aus. Hier sind faserverstärkte Kunststoffe, insbesondere Prepregs – mit Epoxidharz getränkte Carbongewebe – ein oft genutzter Ansatz. Doch gibt es bei deren Herstellung auch einen Nachteil: Beim Zuschnitt der bahnförmigen Halbzeuge kann bis zu 35 % Verschnitt an nicht ausgehärtetem Material entstehen. Dieser Verschnitt muss üblicherweise als Gewerbeabfall entsorgt werden. Derzeit mögliche Recyclingansätze wie die Pyrolyse zur Trennung von Harz und Fasern sind energetisch aufwendig und teuer und somit ebenfalls wenig praktikabel für ein umfassendes Recyclingkonzept der anfallenden Prepreg-Verschnitte.
Im Forschungsprojekt PreCycle werden hochwertige Fahrradpedale aus nicht verwendeten Materialverschnitten hergestellt. (Foto: all ahead composites GmbH)
Stoffkreislauf zur Herstellung neuer Bauteile
Dieser Herausforderung stellt sich nun ein Konsortium aus Industrieunternehmen im Forschungsvorhaben PreCycle. Im Projekt verfolgt das Konsortium – darunter die all ahead composites GmbH, die HP-T Höglmeier Polymer-Tech GmbH & Co. KG, die RF Plast GmbH und das SKZ – einen ganzheitlichen Ansatz zum Recycling von nicht verwertbaren Materialverschnitten. Das Ziel ist die Herstellung von rieselfähigen Duroplast-Formmassen aus nicht ausgehärteten Prepreg-Abfällen, die anschließend im Spritzgießverfahren zu hochwertigen Fahrradpedalen weiterverarbeitet werden. Auf diese Weise lassen sich die nicht ausgehärteten Prepreg-Verschnitte als wertvoller Rohstoff in einen Stoffkreislauf zur Herstellung neuer Bauteile wieder integrieren.
SKZ übernimmt Rezepturentwicklung und Compoundierung
Das über drei Jahre laufende Kooperationsprojekt wird im Rahmen des Bayerischen Verbundforschungsprogramms (BayVFP) – Förderline Materialien und Werkstoff – vom Freistaat Bayern gefördert. Innerhalb des Projektes entwickelt die Firma HP-T ein großtechnisches Zerkleinerungsverfahren für Prepreg-Verschnitte, während am SKZ die Rezepturentwicklung sowie Compoundierung und Optimierung der Formmassen stattfindet. Bei all ahead wird das Demonstratorbauteil High-end-Fahrradpedale ausgelegt, die Firma RF Plast schließlich stellt das Spritzgießwerkzeug her und legt den Spritzgießprozess aus.
