Prozess- und Anlagentechnologie für die multifunktionale Imprägnierung von flächigen Faserhalbzeugen aus nachwachsenden Rohstoffen

• Fachliche Zuordnung: Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien ; Biomaterialien ; Leichtbau, Textiltechnik
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 533209974

Beantragt wird eine Prozess- und Anlagentechnologie für die multifunktionale Imprägnierung von flächigen Faserhalbzeugen aus nachwachsenden Rohstoffen. Übergeordnetes Ziel ist dabei die Durchführung einer ganzheitlichen und erkenntnisorientierten Forschung im Bereich des CO2-neutralen Leichtbaus unter Einbezug verschiedenster Disziplinen der Technischen Hochschule Rosenheim. Die Technische Hochschule Rosenheim arbeitet bereits seit 2014 in fakultätsübergreifenden Forschungsschwerpunkten an natur- bzw. holzfaserverstärkten Polymeren in den Bereichen kurzfaserverstärkter Compounds sowie langfaserverstärkter, thermoplastischer Halbzeuge. Dabei sind die Ziele sowohl die Stärkung einer holzbasierten Bioökonomie, als auch die Erforschung und Entwicklung nachhaltiger Werkstoffe und Verfahren für einen CO2-neutralen Leichtbau. Zur Umsetzung eines flächendeckenden Neutralleichtbaus ist es erforderlich, Werkstoffe basierend auf nicht nachwachsenden Rohstoffen vorteilhaft zu substituieren. Der bisherige Stand der Technik und Forschung zu Natur- und Holzfasern zeigt auf, dass gerade im prozessübergreifenden Verständnis entlang der gesamten Produktionskette gegenüber konventionellen Verstärkungsfasern wie Glas noch erhebliche Lücken zu schließen sind. Durchgeführte wissenschaftliche Arbeiten förderten zwar das Verständnis über auftretende Wirkzusammenhänge, sind bislang hauptsächlich an einzelne Prozessschritte in der Produktionskette gebunden. Ziel der TH Rosenheim ist es daher, an einem Standort die vollständige Prozesskette abzubilden und Wirkzusammenhänge prozessübergreifend darzustellen. Weiterhin wird so eine exakte und gesamtheitliche Datenermittlung zur Durchführung eines realitätsnahen Life-Cycle-Assessments sowie zur Erforschung möglicher Qualitätssicherungsmaßnahmen ermöglicht, welche gerade für natürliche Werkstoffe (aber auch Rezyklate) Erkenntnisbedarf aufzeigen. Zur Realisierung einer vollständigen Prozesskette wird eine Prozess- und Anlagentechnologie beantragt, welche in Verbindung mit einer multifunktionalen Imprägnierung der Fasern und der verfügbaren Ausstattung und Ressourcen der TH Rosenheim eine qualifizierte Untersuchung aller in der Industrie gängigen Verfahren zur Herstellung biobasierter, langfaserverstärkter thermoplastischer Halbzeuge und deren Weiterverarbeitung zu CO2-neutralen Leichtbaukomponenten mit hoher Leistungs- und Funktionsdichte ermöglicht. Weiterhin wird die Finanzierung einer Doktorand*innen-Stelle (50%) für die gesamte Laufzeit von 5 Jahren beantragt. Der/die Mitarbeiter/-in ist dabei mit folgenden Aufgaben vertraut: Inbetriebnahme der Anschaffungen, maschinelle und steuerungstechnische Integration der Imprägnierungstechnik in die Umgebung der Presstechnik, Schaffen von Kommunikations- und Daten-Schnittstellen zwischen allen Schritten der Prozesskette, Umsetzung einer Datenerfassung und -aufzeichnung, Durchführung von Versuchskampanien; intern wie extern.

• DFG-Verfahren: Großgeräteinitiative
• Großgeräte: Presstechnik zur Imprägnierung und Konsolidierung von flächigen Faserhalbzeugen ; Schmelzeimprägnierung mit Breitschlitzdüse
• Antragstellende Institution: Technische Hochschule Rosenheim
• Leiter: Professor Peter Karlinger
• Mitverantwortliche: Dr.-Ing. Klaus Krämer; Professorin Dr.-Ing. Manuela List