Foto: TU Chemnitz
Flachsfaserbündel können im Tailored-Fiber-Placement-Verfahren zu Naturfaser-Preforms verarbeitet werden.

Biowerkstoffe

Naturfaser-Preforms für biobasierte Rotorblätter

Die TU Chemnitz entwickelt eine automatisierte Prozesskette mit Naturfaserbändern für die Herstellung biobasierter Sandwich-Strukturen für Rotorblätter.

Die TU Chemnitz entwickelt eine automatisierte Prozesskette mit Naturfaserbändern für die Herstellung biobasierter Sandwich-Strukturen für Rotorblätter.

Naturfaserverstärkte, biobasierte Kunststoffe werden in hoch belasteten Bauteilen nur in Nischenprodukten verwendet – aber noch nicht in Massenprodukten wie Rotorblättern für Windenergieanlagen.

Nachwuchsforscher der TU Chemnitz arbeiten unter dem Projekt „Eco Wing“ jetzt an einer Prozesskette zur automatisierten Verarbeitung nachwachsender Leichtbau-Materialien. Das Ziel ist eine automatisierte, bauteilkonturnahe Fertigung biobasierter Leichtbau-Sandwich-Strukturen. Die gesamte Prozesskette soll so weit entwickelt werden, dass ein funktionsfähiges Rotorblatt für eine Kleinwindkraftanlage hergestellt werden kann.

Das Rotorblatt besteht aus Flachsfasern, biobasiertem Kunststoff und Furnierholz. Die natürlich nachwachsenden Leichtbau-Materialien sollen so mit wenigen Prozessschritten direkt zur Bauteilform verarbeitet werden.

Naturfaserbänder in gleichmäßiger Qualität

„Eine vergleichbare Verarbeitungstechnik ist aktuell nur für Verbundmaterialien mit Kohlenstoff- und Glasfasern verfügbar und kommt beispielsweise in der Luftfahrt zum Einsatz“, sagt Projektleiter Marc Fleischmann, wissenschaftlicher Mitarbeiter bei der Professur Textile Technologien von Prof. Dr. Holger Cebulla. Fleischmann ergänzt: „Für die automatisierte Verarbeitung von nachwachsenden Naturfasern mit natürlich schwankender Form und Faserlänge existieren derzeit keine Lösungen. Herausfordernd ist dabei insbesondere die Bereitstellung von Naturfaserbändern in möglichst gleichmäßiger Qualität und zu konkurrenzfähigen Preisen.“

Biobasierte Rotorblätter mit vergleichbaren Eigenschaften

Fleischmann betont, dass bei den Leichtbau-Sandwich-Bauteilen aus biobasierten Materialien zum Teil mechanische Eigenschaften erreicht werden, die mit Produkten aus herkömmlichem glasfaserverstärktem Kunststoff vergleichbar sind. In die Optimierung und Evaluierung der Eco Wing-Prozesskette und der neuen biobasierten Leichtbaumaterialien sollen neben den mechanischen Materialeigenschaften auch Kostenbetrachtungen sowie ökologische Gesichtspunkte einfließen. „Mit dem Projekt soll ein wesentlicher Beitrag zur kostengünstigen und ressourcenschonenden Verwendung nachwachsender Rohstoffe im Leichtbau geleistet werden“, so Fleischmann.

mg