Nachhaltigkeitsleichtbau

Bereits heute zeichnet sich ab, dass alternative, naturfaserbasierte Verbundwerkstoffe künftig auch für (sehr) leichte Composite-Bauteile in Fahrzeugen des öffentlichen Straßenverkehrs sowie in der Luft- und Raumfahrt, im Transportwesen sowie im Maschinen- und Anlagenbau eingesetzt werden können. Faserverbund-Crashboxen versagen durch gezielt eingeleitetes kleinteiliges Zersplittern und können damit gewichtsbezogen sehr viel mehr Energie aufnehmen als Crashboxen in Metallbauweise. Während Faserverbund-Crashboxen bisher vor allem mittels Flechttechnik hergestellt wurden, soll in dem vorliegenden Projekt die xFK in 3D-Faserwickeltechnik ermöglichen, Fasern an jedem Ort des Bauteils mit einem definierten Winkel kraft- und spannungsoptimiert abzulegen – „form follows force“.

Da bereits Karosserieteile aus alternativen naturbasierten Verbundwerkstoffen eingesetzt werden, soll nun nachgewiesen werden, dass auch Crashboxen aus Flachs- und Basaltfasern funktionstüchtig sind. Im Motorsport werden beispielsweise Naturfasern für Anbaukomponenten wie Fronthauben und Türverkleidungen eingesetzt. Die Homogenität, Flexibilität und Feinheit von naturfaserbasierten Verbundwerkstoffen hat gerade in den letzten Jahren signifikante Fortschritte erzielt. Die technische, die ökologische und die ökonomische Analyse, Evaluierung und Bewertung eines naturbasierten Flachs- oder Basalt-Fasereinsatzes für Crashboxen ist auf Einzelstrangebene (xFK in 3D) bis heute allerdings noch nicht ausreichend erfolgt, der Einsatz biobasierter Harze auch noch nicht. Um naturbasierte Flachs- oder Basalt-Fasern nicht nur theoretisch, sondern auch praktisch zu erproben, sind physische Produktdemonstratoren zur Beschleunigung der experimentellen Entwicklung erforderlich. Sinn, Ziel und Zweck ist es folglich, flachs- und basaltbasierte Crashboxen mit biobasierten Harzen (Härtern, Additiven, …) zu entwickeln und diese auf deren Funktionstüchtigkeit hin zu untersuchen. Der Einsatz von naturbasierten Fasern und biobasierten Harzen ist ein wesentlicher Bestandteil der Strategie und des Prozesses zur Substitution erdölbasierter Werkstoffe wie Kohlefasern und damit ein wesentlicher Beitrag zu Ressourcenschonung und nachhaltigem Klimaschutz.