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FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR CHEMISCHE TECHNOLOGIE ICT 2 3 1 ReCaP VERFAHRENSENTWICKLUNG ZUR KREIS- LAUFFÜHRUNG VON CARBONFASERN IN DER PRODUKTION Ausgangssituation Carbonfaserhaltige-Abfälle können in tro- ckene und nasse Abfälle unterteilt werden. Dabei ist entscheidend ob die Fasern bereits mit Harz infiltriert sind (nass) oder als trockene Fasern vorliegen. Trockene Abfälle entstehen u.a. durch einen Faserverschnitt in der Produktion und können bis zu 50 Ma.-% eines Produktes betragen. Um den Ressourcenverbrauch signifikant zu reduzieren müssen neben effizienteren Herstellungsprozessen innovative Verfahren zur Rückführung von Carbonfasern in den Produktionsprozess entwickelt werden. Mit diesem Ziel wurde das Forschungsvorhaben reCaP ins Leben gerufen, welches Teil des Förderprogramms „Rohstoff- und Materialeffizienz in der Produktion“ der Baden-Württemberg Stiftung GmbH ist. 1,2 Fraktionen an zerkleinerten Carbonfasern aus der Hammer- und Schneidmühle. 3 BMC Knetmasse aus Carbon- faserpatches zur Plattenverarbei- tung im Pressprozess. Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT Joseph-von-Fraunhofer-Straße 7 76327 Pfinztal Ansprechpartner Dipl.-Ing. Elisa Seiler Telefon +49 721 4640-354 [email protected] www.ict.fraunhofer.de Ziel und Vorgehensweise Gegenstand des Vorhabens ist die Erforschung und Entwicklung neuer Konzepte und Verfahren zur Rückführung von trockenen Carbonfaserabfällen in den Produktionsprozess, um bei gleichbleiben- den CFK-Bauteileigenschaften den dafür benötigen Ressourceneinsatz zu reduzieren. Die dafür notwendigen Schritte sind: Grundlagenuntersuchungen zu me- chanischen Aufbereitungsverfahren von trockenem Produktionsabfall Entwicklung von Verfahren zur Qualitäts- bestimmung des Rezyklats Rückführung der rezyklierten Fasern in die jeweiligen Fertigungsprozesse Simulation im Bauteil Ökonomische und zugleich ökologische Bewertung der Technologien entlang des gesamten Lebenszyklus

ReCaP - Fraunhofer ICT€¦ · fraunhofer-institut fÜr chemische technologie ict 1 2 3 recap verfahrensentwicklung zur kreis-lauffÜhrung von carbonfasern in der produktion ausgangssituation

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F R A U N H O F E R - I N S T I T U T F Ü R C H E M I S C H E T E C H N O L O G I E I C T

2 31

ReCaPVERFAHRENSENTWICKLUNG ZUR KREIS-LAUFFÜHRUNG VON CARBONFASERN IN DER PRODUKTION

Ausgangssituation

Carbonfaserhaltige-Abfälle können in tro-

ckene und nasse Abfälle unterteilt werden.

Dabei ist entscheidend ob die Fasern bereits

mit Harz infi ltriert sind (nass) oder als

trockene Fasern vorliegen. Trockene Abfälle

entstehen u.a. durch einen Faserverschnitt

in der Produktion und können bis zu 50

Ma.-% eines Produktes betragen. Um

den Ressourcenverbrauch signifi kant zu

reduzieren müssen neben effi zienteren

Herstellungsprozessen innovative Verfahren

zur Rückführung von Carbonfasern in den

Produktionsprozess entwickelt werden. Mit

diesem Ziel wurde das Forschungsvorhaben

reCaP ins Leben gerufen, welches Teil

des Förderprogramms „Rohstoff- und

Materialeffi zienz in der Produktion“ der

Baden-Württemberg Stiftung GmbH ist.

1 , 2 Fraktionen an zerkleinerten

Carbonfasern aus der Hammer-

und Schneidmühle.

3 BMC Knetmasse aus Carbon-

faserpatches zur Plattenverarbei-

tung im Pressprozess.

Fraunhofer-Institut für

Chemische Technologie ICT

Joseph-von-Fraunhofer-Straße 7

76327 Pfi nztal

Ansprechpartner

Dipl.-Ing. Elisa Seiler

Telefon +49 721 4640-354

[email protected]

www.ict.fraunhofer.de

Ziel und Vorgehensweise

Gegenstand des Vorhabens ist die

Erforschung und Entwicklung neuer

Konzepte und Verfahren zur Rückführung

von trockenen Carbonfaserabfällen in den

Produktionsprozess, um bei gleichbleiben-

den CFK-Bauteileigenschaften den dafür

benötigen Ressourceneinsatz zu reduzieren.

Die dafür notwendigen Schritte sind: Grundlagenuntersuchungen zu me-

chanischen Aufbereitungsverfahren von

trockenem Produktionsabfall Entwicklung von Verfahren zur Qualitäts-

bestimmung des Rezyklats Rückführung der rezyklierten Fasern in

die jeweiligen Fertigungsprozesse Simulation im Bauteil Ökonomische und zugleich ökologische

Bewertung der Technologien entlang des

gesamten Lebenszyklus

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Ergebnisse & Perspektiven

Trockene Carbonfasern wurden unter vari-

ierenden Parameter mechanisch aufbereitet

und insbesondere die Prallbeanspruchung

in einer Einzelpartikelzerkleinerung

untersucht. Für die systematische Untersu-

chung der Qualitäten im CFK-Bauteil und

der Bestimmung der unterschiedlichen

Einflussgrößen, wurde Verschnittmaterial

in unterschiedlichen Patchgrößen weiter

verarbeitet und die Materialkennwerte

ermittelt. Mit dem Bulk Moulding

Compound (BMC) Verfahren konnte ein

geeignetes Faserverarbeitungsverfahren

identifiziert werden.

Durch den Projektansatz, der im For-

schungsvorhaben reCaP verfolgt wird, kön-

nen bisher ungenutzte Sekundärrohstoffe

in Form von Produktionsabfällen für eine

stoffliche Verwertung bereitgestellt werden,

um so die Wertschöpfung und damit die

Energie- und Ressourceneffizienz in der

Herstellung von CFK-Bauteilen zu erhöhen.

Verbundkoordinator

Fraunhofer-Institut für Chemische Techno-

logien (ICT)

Partnerinstitute

Karlsruher Institut für Technologie (KIT),

Institut für Angewandte Materialien –

Werkstoffkunde

Karlsruher Institut für Technologie (KIT),

Institut für Fahrzeug-systemtechnik – Lehr-

stuhl für Leichtbautechnologien

Projektlaufzeit:

August 2015 – Dezember 2017

Förderprogramm:

Rohstoff- und Materialeffizienz in der

Produktion

Fördergeber:

Baden-Württemberg Stiftung GmbH

V01.0