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Hochorientierte Vliese aus rezyklierten Carbonfasern

Sunday (01.01.2040)
00:00 - 00:33 Uhr

Durch den steigenden Einsatz von carbonfaserverstärkten Kunststoffen im Flugzeugbau fallen auch vermehrt Verschnittreste von Halbzeugen an. Etablierte Recyclingverfahren, wie das Zermahlen und anschließende Compoundieren in Thermoplaste für Spritzgussanwendungen stellen ein extremes Downcycling dar.

Bei der Herstellung von Vliesen zur Verstärkung von Kunststoffen ist ein hoher Grad an Orientierung der Fasern gewünscht, um ein mechanisch anisotropisches Verhalten des Textils zu erreichen. Klassische textiltechnische Verfahren, bei denen Fasern parallelisiert werden, wie das Krempeln, führen bei spröden Carbonfasern jedoch zu einer starken Einkürzung und einer einhergehenden Reduzierung der mechanischen Eigenschaften. Außerdem lassen Sie sich nicht auf verklebte Rovingabschnitte anwenden, die ein häufiges Abfallprodukt im Flugzeugbau darstellen.

 

Ziel des Vorhabens CaroLIn (Carbonfaservliesstoffe optimiert für Luftfahrt-Interieurbauteile) ist es, Produktionsreste des wertvollen Werkstoffs Kohlenstofffaser zu einem textilen Halbzeug (hochorientierte Verstärkungsvliese) aufzubereiten, aus dem dann Luftfahrt-Interieurbauteile hergestellt werden. Die elektrische Leitfähigkeit der Verstärkungsvliese erlaubt es, diese elektrisch zu kontaktieren und als Heizelement auszuführen. Die Funktionsintegration einer Heizung führt zu einer zusätzlichen Gewichtsreduktion und erhöht durch gleichmäßige Strahlungswärme den Komfort der Passagiere.

 

In einem neuartigen textiltechnischen Verfahren sollen die Fasern über eine Siebtrommelanlage angesaugt, orientiert und wieder abgelegt werden. Die Fasern werden dabei durch eine Rillenstruktur parallelisiert, die auf der porösen Oberfläche der Trommeln aufgebracht ist. Die Entwicklung des Verfahrens geschieht zunächst auf einer Laboranlage. Diese ist so gestaltet, dass in einem diskontinuierlichen Prozess die physikalischen Zusammenhänge und die Einflüsse wichtiger Prozessparameter untersucht werden können. Die Orientierung der Fasern wird dabei mit Hilfe eines automatisierten Bildanalyseverfahrens bestimmt.

Im Anschluss soll das Verfahren auf einer Siebtrommel-Technikumsanlage als kontinuierlicher Prozess im Industriemaßstab umgesetzt werden. Die auf dieser Anlage produzierten Vliesstoffe werden dann elektrisch kontaktiert und schließlich zu beheizbaren Interieurbauteilen verarbeitet.

Sprecher/Referent:
Michael Petrich
Faserinstitut Bremen e.V.
Weitere Autoren/Referenten:
  • Christoph Hoffmeister
    Faserinstitut Bremen e.V.
  • Prof. Dr. Axel Herrmann
    Faserinstitut Bremen e.V.