Newsletter
ABO
Zeitschriften
Service
Holz für Hybridmaterialien in der Forschung

Holz für Hybridmaterialien in der Forschung

Leichtbau ist ein wichtiges Thema nicht nur im Automobilbau. Autobauer setzen heute zunehmend auf faserverstärkte Kunststoffe. Die Fasern, die in die Kunststoffmatrix eingebettet werden, geben dem Material zusätzliche Festigkeit. Welches Material man dabei verwendet, hängt von der späteren Anwendung ab. Ein Manko bei Carbonfasern ist ihr hoher Preis, auch ihre Verarbeitung ist schwierig. Glasfasern dagegen sind zwar preiswert, aber vergleichsweise schwer.
Neue Forschungsansätze aus der Holzfaserforschung
Neue Forschungsansätze von Forschern des Anwendungszentrums für Holzfaserforschung HOFZET des Fraunhofer-Instituts für Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-Institut WKI in Braunschweig können dies künftig ändern. Die Wissenschaftler setzen auf Naturfasern pflanzlichen Ursprungs. Varianten aus Hanf, Flachs, Baumwolle oder Holz sind ähnlich kostengünstig wie Glasfasern und sind zudem leichter als die Pendants aus Glas oder Carbon. Ein weiterer Vorteil: Verbrennt man sie am Ende ihres Lebenszyklus, erzeugen sie zusätzliche Energie ohne Rückstände.
Allerdings reicht ihre Festigkeit nicht an die der Carbonfasern heran. Je nach Anwendung werden daher Carbon- mit verschiedenen biobasierten Textilfasern kombiniert, so Prof. Dr.-Ing. Hans-Josef Endres, Leiter des Anwendungszentrums für Holzfaserforschung. Die Fasern liegen oftmals als Matten vor, die entsprechend aufeinandergelegt und von der Kunststoffmatrix umhüllt werden. Dort, wo die Bauteile stark beansprucht werden, werden die Carbonfasern, an den anderen Stellen Naturfasern genutzt. Das Ergebnis: Die Bauteile sind kostengünstig, haben eine sehr hohe Festigkeit, gute akustische Eigenschaften und sind deutlich ökologischer als reine Carbon-Bauteile.
Üblicherweise behandelt man die Oberfläche von Naturfasern so, dass sie leicht durch die Textilmaschinen laufen und sich gut zu Geweben verarbeiten lassen. Während dies für die Herstellung von Textilien wichtig ist, ist es jedoch meist kontraproduktiv, wenn Verbundwerkstoffe verarbeitet werden sollen. „Wir optimieren die Oberflächen der Fasern daher aus materialtechnischer Sicht“, erläutert Endres. Spezielle Beschichtungen sollen dafür sorgen, dass sich die Fasern bestmöglich mit der Matrix bzw. der Kunststoffmasse verbinden. Damit lassen sich die Festigkeiten des Materials um bis zu 50 % steigern, so Endres. Eine solche Oberflächenbehandlung ist bei Textilfasern weitgehend Neuland.
Doch die Forscher machen mehr, als die neuen Hybridmaterialien zu kreieren. Sie untersuchen auch, wie sich die Verarbeitungsprozesse für die neuen Werkstoffe industriell umsetzen lassen. Ebenso haben sie die Entsorgung der Hybridmaterialien im Blick.
Auf der Fachschau nature.tec auf der Grünen Woche vom 16. bis 25. Januar in Berlin stellt das WKI verschiedene textile biobasierte Hybridwerkstoffe vor (Halle 5.2A).
Fraunhofer WKI

Auch interessant

von