Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ziel dieses F&E-Vorhabens war die Entwicklung eines Herstellungsverfahrens f\u00fcr Automobilinterieurbauteile auf Basis von strukturierten und zonierten Mehrlagengestricken aus Naturfasern. Im Stand der Technik werden Interieurbauteile moderner Fahrzeuge immer noch haupts\u00e4chlich im Spritzgussverfahren, aus Kunststoff, also auf Basis fossiler Rohstoffe hergestellt. Die Herstellung von Kunststoff erzeugt betr\u00e4chtliche Mengen an CO2. Wird der Abfall sp\u00e4ter thermisch verwertet, kommen weitere Mengen CO2 hinzu. Ein Verfahren zur Herstellung solcher Teile aus m\u00f6glichst hohen Anteilen nachwachsender Rohstoffe stellt daher ein gro\u00dfes Potenzial zur Vermeidung von CO2-Emissionen dar.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Unterschied zu bereits verfolgten Konzepten zur Reduktion des Kunststoffanteils in den Bauteilen handelt es sich beim innovativen Ansatz dieses Vorhabens um keine blo\u00dfe Materialsubstitution in den bestehenden Prozessen, sondern um eine Verfahrens- und Konstruktionsinnovation. Die Bauteile sollen dabei aus Mehrlagengestricken aus Hanffasern hergestellt werden, die sp\u00e4ter durch Tiefziehen in die ben\u00f6tigte Form gebracht werden. Die Flachstricktechnologie erm\u00f6glicht es generell die Dicke, Steifigkeit und andere Parameter in der Ebene des Textils partiell zu definieren, so dass die ausgeformten Teile letztendlich die geforderten Eigenschaften haben.<\/p>\n
In diesem Projekt wurde zun\u00e4chst untersucht, ob es durch moderne Verfahren der Stricktechnik und nachfolgender dreidimensionaler Formgebung m\u00f6glich ist, Interieurbauteile aus einem m\u00f6glichst hohen Anteil von Hanffasern herzustellen. Um das CO2-Einsparpotenzial zu maximieren und falls m\u00f6glich auch eine Recyclingf\u00e4higkeit der Teile zu erzielen sollte hierbei gepr\u00fcft werden, ob es idealerweise durch den Mehrlagenaufbau bereits gelingt, die n\u00f6tige Formstabilit\u00e4t bei ausschlie\u00dflichem Einsatz der Hanffasern zu erreichen, oder ob hierzu schmelzende Komponenten in Form von biobasierten Harzpulvern oder Kunststofff\u00e4den erforderlich sind. Es sollte soweit m\u00f6glich Hanf aus biologischem Anbau zum Einsatz kommen, um die Umweltwirkung des Verfahrens zu maximieren. Ferner sollte im Projekt die M\u00f6glichkeit untersucht werden, durch das Verfahren bereits Funktionalit\u00e4ten in die Seitenverkleidungen zu integrieren, um im Vergleich zum Stand der Technik, die daf\u00fcr erforderlichen Arbeits-, Energie- und Materialaufw\u00e4nde einzusparen.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Das angestrebte Verfahren zur Herstellung von T\u00fcrinnenverkleidungen aus Naturfaser konnte grunds\u00e4tzlich erfolgreich entwickelt werden. Die notwendigen Materialien und Qualit\u00e4ten, der Mehrlagenaufbau sowie alle daf\u00fcr n\u00f6tigen Maschinenparameter konnten identifiziert werden und es ist gelungen auf dieser Basis Demonstratoren herzustellen, die einen Hanf-Anteil von 80 % erreichen, die n\u00f6tige Formstabilit\u00e4t zeigen und auch die F\u00e4higkeit zur Integration zus\u00e4tzlicher Funktionalit\u00e4ten unter Beweis gestellt haben.
\nEs hat sich dabei gezeigt, dass die Naturfaserqualit\u00e4t der dominante Prozessparameter ist, da die Mehrlagenarchitektur hochsensitiv gegen\u00fcber den Eigenschaften der Hanffasern ist.<\/p>\n
Mit einem Hanf-Anteil von 80 % geht das zum Projektabschluss erreichte Verfahren bereits deutlich \u00fcber den Stand der Technik hinaus. Ein Kunststoffanteil zur Erreichung der Formstabilit\u00e4t bleibt zum jetzigen Stand aber noch erforderlich. Dennoch kann so ein substanzielles CO2-Einsparpotenzial im Vergleich zum Stand der Technik durch den weitgehenden Ersatz von Kunststoff durch Hanffasern erreicht werden. Dieser wird noch gesteigert durch die im Gegensatz zum \u00fcblichen Verfahren verschnittfreie Konturfertigung und der prinzipiell gezeigten M\u00f6glichkeiten der Funktionsintegration ohne zus\u00e4tzliche Kunststoffbaugruppen.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Projektergebnisse sind noch nicht ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Das Vorhaben hat gezeigt, dass gro\u00dffl\u00e4chige Automobil-Interieurbauteile auf Basis strukturierter, zonierter Mehrlagenstrickarchitekturen aus nachwachsendem Rohstoff (Hanf) technisch realisierbar sind. Die wesentliche Innovation liegt nicht allein in der Substitution einzelner Materialien, sondern in der konstruktiven Verschiebung der Traglogik von fl\u00e4chiger fossiler Polymermatrix hin zu architekturbasierter Lastaufnahme durch nachwachsende Fasern mit lokal dosierter thermoplastischer Fixierung. Erst durch dieses mit der modernen Stricktechnologie realisierte Konzept wird die Fertigung zu weit \u00fcberwiegendem Anteil aus Naturfasern m\u00f6glich.
\nDie mechanische Stabilit\u00e4t konnte bei moderater thermischer Aktivierung (~100 \u00b0C) reproduzierbar erzielt werden. Der Naturfaseranteil liegt bei \u00fcber 80 %. Das Bauteilgewicht betr\u00e4gt ca. 0,8 kg. Die Materialreduktion gegen\u00fcber konventionellen Systemen ist konstruktiv bedingt (Zero-Waste-Konturstrick, Funktionsintegration) und nicht durch blo\u00dfe Substitution erreicht. Damit wurde der Kernansatz des Projektes technisch best\u00e4tigt. Mit dem erreichten Entwicklungsstand sollen die n\u00e4chsten Schritte in Hinblick auf eine Markteinf\u00fchrung in Form statistisch abgesicherte Dauer- und Alterungsbewertung sowie OEM-spezifische Vollpr\u00fcfprogramme angegangen werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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