Biobasierte Hybridbänder für leichte Anwendungen bewertet

Die AZL Aachen GmbH (Aachen, Deutschland) berichtete über die Entwicklung und Umsetzung eines aktuellen Projekts eines seiner Partnerinstitute, dem Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen (ITA, Aachen, Deutschland), das eine Prozesskette zur Herstellung von Quasi- kontinuierliche, biobasierte Klebebänder. Das vom ITA betriebene Projekt umfasste drei institutionelle Partner, darunter Sofila, Em-Systeme (Oberhausen, Deutschland), Safilin (Hauts-de-France) und eine Bandproduktionsanlage im Labormaßstab.

Laut AZL können die zu 100 % biobasierten thermoplastischen Tapes – wie herkömmliche Tapes aus Glas- oder Kohlefaser – auf Tapelegemaschinen oder Tape-Webmaschinen verarbeitet werden. Die unverdrillte, parallele Ausrichtung der Flachsfasern ermöglicht Berichten zufolge die volle Ausnutzung der Fasereigenschaften, einschließlich der hochwertigen Anwendung in Automobilteilen oder Windturbinenblättern.

AZL stellt fest, dass sein Projektpartner Sofila die PA11-Fasern texturiert und zu Stapelfasern verarbeitet hat. In Zusammenarbeit mit dem ITA verarbeitete Safilin die Flachs- und PA11-Fasern zu einem Hybridband, das anschließend gezogen und mittels Ultraschallschweißen zu einem Band verfestigt wurde. Das speziell für das Hybridband entwickelte Ultraschallmodul – entwickelt vom Projektpartner Em-Systeme – wandelt die Energie der mechanischen Schwingung der Sonotrode in innere Reibung und Grenzflächenreibung um, die angeblich zum Erhitzen und Aufschmelzen der thermoplastischen PA11-Fasern führt. Die gezogenen und parallelen Flachsfasern wurden dann mit dem geschmolzenen Thermoplast imprägniert. Dieses Verfahren bietet laut AZL einen effizienten, lokalen Energieeintrag.

Als nächstes, sagt AZL, wurde das produzierte Band zu UD-Schichten verarbeitet, die in einer beheizten Presse verfestigt wurden. Diese fertigen Verbundwerkstoffe wurden geschnitten, um die mechanischen Eigenschaften der Probe zu testen und zu erhalten, insbesondere ihre Zug- und Biegeeigenschaften. Die Reißfestigkeit der Bänder beträgt laut AZL bis zu 233 MPa; Der Elastizitätsmodul beträgt bis zu 13 GPa. Die Biegefestigkeit beträgt bis zu 280 MPa; Der Biegemodul beträgt bis zu 30 GPa. Im Vergleich zu den kommerziell erhältlichen Flachs-/PP-Bändern und den zitierten Versuchen an der TU Chemnitz berichtet das AZL, dass der Naturfaserverbundstoff (NFC) Die im Sonic Biotapes-Projekt hergestellten Produkte weisen im Durchschnitt eine deutlich bessere Biegefestigkeit und Biegesteifigkeit auf. Außerdem wurden im ITA Augsburg Demonstratoren aus gewebten Bändern hergestellt. Die gesamte Prozesskette und der Demonstrator sind in der obigen Abbildung dargestellt.

Bestätigung

Das ITA dankt dem Bundesministerium für Wirtschaft und Energie— BMWi für die Förderung des Forschungsvorhabens im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM). Das ITA dankt auch seinen Projektpartnern Sofila, Safilin und EM-Systeme für die Zusammenarbeit sowie Matthias Reuter, Thomas Köhler, Alexander Janßen, Thomas Gries, den Autoren des Originalartikels.

Bitte kontaktieren Sie Matthias Reuter unter [email protected] für weitere Informationen.

Dieser Beitrag ist mit freundlicher Genehmigung von CompositesWorld und AZL Aachen GmbH Medienpartnerschaft.