Leichtbau mit heimischen Pflanzen auf der Research & Technology

Hannover (ots) -

- Werkstoffbaukasten aus der Natur
- Innovative Materialien im Garten- und Wohnumfeld, im
Lifestyle-Bereich oder für Consumer-Elektronik

Wer sich einen an der Sattelstütze montierten und aus biobasierten
Verbundwerkstoffen bestehenden Fahrradgepäckträger anschauen möchte,
kommt an der HANNOVER MESSE 2014 und dort an der Research &
Technology nicht vorbei. Das Institut für Leichtbau und
Kunststofftechnik (ILK) an der TU Dresden zeigt dieses innovative
Produkt vom 7. bis 11. April 2014 auf seinem Messestand in Halle 2.

Das ILK, eine der führenden Einrichtungen in Deutschland zur
Erforschung von neuen Materialkombinationen für den Leichtbau,
erprobt derzeit eine Art Werkstoffbaukasten, bei dem die Naturfasern
in unterschiedlicher Form in Halbzeugen vorliegen und im Bauteil
spezifische Aufgaben übernehmen. Naturfasergewebe verstärken dadurch
flächige Bauteilbereiche mit hoher mechanischer Beanspruchung.
Kurzfasern verbessern die Eigenschaften fließfähiger Formmassen, um
komplexe Rippenmuster und Funktionselemente auszuformen.

Erste Ergebnisse aus diesem Baukasten wird das ILK auf der
Research & Technology im Rahmen der HANNOVER MESSE 2014 vorstellen.
"In der Tat sehen wir ein großes Entwicklungspotenzial biobasierter
Werkstoffe auf beiden Gebieten - den Verstärkungsfasern und den
Kunststoffen. Die Kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffe (CFK)
werden wir im Eigenschaftsniveau nicht erreichen, Glasfaserverstärkte
Polymere (GFK) aber sehr wohl", bestätigt Prof. Maik Gude, Leitender
Wissenschaftler am ILK.

"Die Research & Technology ist eine ideale Plattform, um Produkte
vorzustellen, die kurz vor der Markteinführung stehen. Eingebettet in
das internationale Umfeld der HANNOVER MESSE, profitieren die
Aussteller der Research & Technology von der direkten Nähe zu den
Industriekunden", sagt Marc Siemering, Geschäftsbereichsleiter
Deutsche Messe AG.

Ressourceneffizienz und Nachhaltigkeit sind seit Jahren Leitthemen
für Gesellschaft und Wirtschaft. Vor diesem Hintergrund gewinnen
biobasierte und regional verfügbare Polymerwerkstoffe immer mehr an
Bedeutung, denn der Einsatz dieser Materialien verläuft sehr
dynamisch. Zwei Trends sind aktuell zu beobachten: Biopolymere werden
aus Naturstoffen gewonnen und chemisch veredelt, so wie bei Polyactid
(PLA), Polyhydroxybutyrat (PHB) oder auch Kunststoffen auf Basis von
Cellulose wie Celluloseacetat (CA). Dabei bleibt die natürlich
gebildete Molekülstruktur weitgehend erhalten. Andererseits kommen
biobasierte Monomere zunehmend als niedermolekulare Bausteine für die
Synthese etablierter Kunststoffe wie Polyester (PET) oder Polyamid
(PA) zum Einsatz.

Auch bei den Verstärkungsmaterialien sind zwei Möglichkeiten
erkennbar. Etabliert ist die Kurz-, Lang- und Textilverstärkung mit
natürlichen Fasern wie Hanf oder Flachs. Darüber hinaus werden so
genannte Regeneratfasern aus natürlichen Rohstoffen durch chemische
Prozesse gewonnen. Beispiele hierfür sind Viskose oder Cordenka.
"Besondere Chancen ergeben sich durch die Kombination von
biobasierten Polymeren und Naturfasern in einem Werkstoffsystem",
erklärt Robert Kupfer, Experte für derartige Lösungen am ILK an der
TU Dresden.

Werkstoffbaukasten aus der Natur

Im Bereich der Faserverbundwerkstoffe, die auf petrochemischer
Basis (insbesondere Erdöl) hergestellt werden, holen
endlosfaserverstärkte Thermoplaste in Form so genannter Organobleche
zunehmend auf. Ihr Einsatzfeld liegt unter anderem im Fahrzeugbau.
Allerdings ist die mögliche Komplexität bei der Formgebung
eingeschränkt, weil die Werkstoffe nicht fließfähig sind, sondern
umgeformt werden müssen. Daher kommt auch die Bezeichnung
Organobleche.

Bestehen kurz- und textilverstärkte Werkstoffe jedoch aus den
gleichen Basismaterialien, können sie gemeinsam in einem
Verarbeitungsprozess zum Bauteil geformt werden. Damit werden die
Vorteile beider Werkstoffkonfigurationen gezielt genutzt. "Dieser
Ansatz für einen Werkstoffbaukasten - sozusagen aus der Natur - ist
ein Schwerpunkt unserer aktuellen Arbeiten", sagt Kupfer. "Wir wollen
diesen Baukastengedanken in Hannover verdeutlichen und werden
entsprechende Prototypen mitbringen, so zum Beispiel einen
Fahrradgepäckträger aus biobasierten Verbundwerkstoffen, der an der
Sattelstütze montiert wird", ergänzt Gude.

Innovative Materialien auf dem Vormarsch

Deutschland ist weltweit führend bei der Erforschung innovativer
Materialien. Ein weiteres Plus: Innovative Materialien verfügen über
ein erhebliches Marktpotenzial, zumal ihr Spektrum in den vergangenen
Jahren deutlich erweitert werden konnte. Konkrete Anwendungen sind im
Garten- und Wohnumfeld, aber auch im Lifestyle-Bereich etwa für
hochwertiges Design im Automobil oder für Consumer-Elektronik
denkbar. Allerdings müssen Eigenschaften und Verarbeitung der
biobasierten Werkstoffsysteme noch weiter verbessert werden.

Entscheidend ist auch die Preisentwicklung im Vergleich zu
klassischen Kunststoffen. In jedem Fall dürften die biobasierten
Werkstoffe aus der heimischen Pflanzenwelt bei vielen einen
emotionalen Bonus haben, vielleicht fahren wir eines Tages ja sogar
Autos mit Biosiegel. Einen möglichen Konflikt möchte Gude gleich
ausschließen: "Notwendige Flächen und Pflanzen für die Ernährung
überlassen wir der Nahrungsmittelerzeugung."

HANNOVER MESSE - Get new technology first! Die weltweit wichtigste
Industriemesse wird vom 7. bis 11. April 2014 in Hannover
ausgerichtet. Die HANNOVER MESSE 2014 vereint sieben Leitmessen an
einem Ort: Industrial Automation, Energy, MobiliTec, Digital Factory,
Industrial Supply, IndustrialGreenTec und Research & Technology. Die
zentralen Themen der HANNOVER MESSE 2014 sind Industrieautomation und
IT, Energie- und Umwelttechnologien, Industrielle Zulieferung,
Produktionstechnologien und Dienstleistungen sowie Forschung und
Entwicklung. Die Niederlande sind das Partnerland der HANNOVER MESSE
2014.

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