Newsroom

Im Forschungsprojekt VliesSMC wurde die Eignung verschiedenartiger Vliesstoffe auf Basis rezyklierter Kohlenstofffasern (rCF) zur Verarbeitung in der SMC-Prozesskette untersucht. Insbesondere offene Fragestellungen hinsichtlich der unterschiedlichen textilen Herstellungsprozesse, Herstellung und Handhabung der SMC-Halbzeuge, wie auch die Fließfähigkeit im Pressverfahren wurden adressiert.

Im Projekt wurden nachstehend aufgeführte Forschungsthemen verfolgt:

• Entwicklung von angepassten Vliesstoffen aus rezyklierten Kohlenstofffasern
• Einfluss unterschiedlicher Vliesbildungsmethoden auf die Imprägnierqualität und die Fließfähigkeit des SMC-Halbzeuges
• Anlagen- und Prozessentwicklung mit dem Ziel einer automatisierten Verarbeitung von Recyclingvliesstoffen in der SMC-Prozesskette
• Grenzen der Formgebung im Fließpressverfahren von rCF-SMC in Abhängigkeit der erzielbaren Faservolumengehalte
• Kostenanalyse und Wirtschaftlichkeitsbetrachtung des VliesSMC-Recyclingverfahrens

Die mechanische Verhakung der Einzelfasern durch die Verfestigung des Vliesstoffs stellt einen grundsätzlichen Unterschied zu konventionellen SMC-Materialien auf Schnittfaserbasis dar. Ein ungehinderter Fasertransport während des Fließpressens ist somit nicht möglich. Zur Minimierung des Einflusses der Verfestigung fanden Untersuchungen entlang der gesamten Prozesskette statt.

Im Prozessschritt SMC-Halbzeugherstellung standen das Handling und die Imprägnierung der Vliesstoffe im Fokus. Mittels einer automatischen, drehzahlgeregelten Abrollung konnte eine zugkraftfreie Zuführung in die Anlage sichergestellt werden. Dies ermöglichte die Verwendung von sehr niedrig verfestigten Vliesstoffen mit geringer mechanischer Verhakung der Einzelfasern. Rheologische Charakterisierungen unterstützen die Halbzeugentwicklung. Die Imprägniergüte wird durch eine vollständige Überwachung der Anlagenparameter sowie mikroskopische Untersuchungen der Halbzeuge und ausgehärteten Materialien sichergestellt.

Zur Bewertung des Fasertransports während des Pressens wurden Fließversuche zur Ermittlung des maximalen Fließwegs durchgeführt. Mittels werkzeugseitiger Sensorik wurden dabei Druck und Materialfortschritt in der Form überwacht.

Die Charakterisierung der aus den entwickelten VliesSMC-Halbzeugen hergestellten Platten zeigte, dass konkurrenzfähige Materialien im Vergleich zu auf dem Markt befindlichen Referenzprodukten aus Primärfasern entwickelt wurden. Optimierte Versuchsvarianten wiesen bei um bis zu 20 % niedrigeren Fasergehalten vergleichbare und teilweise höhere Zugfestigkeiten und Steifigkeiten auf.

Die durchgeführte Kostenbetrachtung ergab ein Einsparpotential beim VliesSMC-Prozess von ca. 25 % durch den Einsatz von rezyklierten Faserstoffen im Vergleich zur aktuell üblichen Nutzung von Primärfasern in Rovingform. Zudem besteht im Hinblick auf die werkzeugtechnische Auslegung ein hohes konstruktives und materielles Einsparpotenzial durch den benötigten, niedrigeren Werkzeuginnendruck.

Pressemitteilung des STFI vom 12.09.2022.