Produktionstechnologien der nächsten Generation verringern Umweltbelastung durch Verbundwerkstoffe
Verbundwerkstoffe vereinen Stärke und Leichtigkeit sowie niedrige Kosten, weshalb sie sich für zahlreiche Branchen ideal eignen. Allerdings gibt es erhebliche ökologische Nachteile und sie stellen Gesundheitsrisiken für die Menschen dar, die sie herstellen. Angesichts dieser Herausforderungen zielte das von der EU finanzierte Projekt REFORM(öffnet in neuem Fenster) (Resource-efficient factory of recyclable manufacturing composite components) darauf ab, den Lebenszyklus von Kompositen zu revolutionieren, indem man Möglichkeiten zur Reduzierung von Produktionsausschuss, Abfall und Verschmutzung ermittelte. Die Projektpartner entwickelten umweltfreundliche und ressourcenschonende Technologien zur Fertigung und Entsorgung von Verbundwerkstoffen. Die Technologien werden Abfall, Energie- und Wasserverbrauch verringern sowie die mit der Rohstoffgewinnung, Produktion und der späteren Entsorgung oder dem Recycling verbundenen Gesundheitsrisiken reduzieren. Man erarbeitete zudem Methoden zur Verbesserung der Recycelbarkeit und Wiederverwendbarbeit von Kompositbauteilen. Von daher führte das REFORM-Team eine Reihe von Fallstudien durch, um Formungs-, Bearbeitungs-, Montage- und Recyclingverfahren zu überprüfen und zu demonstrieren. Das Projekt stellte etliche neue Technologien bereit. Dazu zählen die RE-FORM-Platten, bei denen recyceltes Material Rohmaterial ersetzt, wodurch der Rohstoffverbrauch und die Kosten um 30 % bis 40 % sowie das Lagergewicht und die Menge an Befestigungsmitteln reduziert werden. Weitere Entwicklungen waren ein lasergestütztes Tape-Layup-System, das den Energieeinstellwert und den Ausschuss um 50 % sowie die Kosten für das richtige Teil um 45 % senkt, sowie ein kostengünstiges quelloffenes System für erweiterte Realität, das den Ausschuss um 15 % vermindert. Sie entwickelten überdies eine Wasser- und Schleifmittel-Recyclinganlage, die bis zu 95 % des Schleifmittel- und Wasserverbrauchs zurückgewinnt sowie Wasserstrahl-Hardware, Software und Parametereinstellungen, welche die Schneidzeit und den Energieverbrauch der Wasserstrahlbearbeitung um 50 % bis 75 % reduzieren. Eine abschließend zu nennende Neuerung ist der Faserrückgewinnungsmechanismus, der Fasern mit weniger als 5 % Harzgehalt und mit Festigkeitsverlusten von nur 25 % bis 30 % bzw. 40 % bis 50 % für Kohlenstoff und Glas zurückgewinnen kann. Er wurde anhand von Fahrzeugbauteilen vorgeführt. Die REFORM-Fertigungstechnologien werden eine Einbindung umweltfreundlicher, wirtschaftlich rentabler Produktionsverfahren in die Komposit-Ökofabrik von morgen ermöglichen.
Schlüsselbegriffe
Komposite, REFORM, Fabrik, Fertigung von Kompositkomponenten, Fertigung von Bauteilen aus Verbundwerkstoffen
