16 Oktober 2003

nova-Kongressbericht: Neues zu Naturfaser-Verbundwerkstoffen auf der AVK TV Tagung in Baden-Baden

Vom 7. bis 8. Oktober 2003 fand im Kongresshaus Baden-Baden die große Jahrestagung der Arbeitsgemeinschaft Verstärkte Kunststoffe – Technische Vereinigung e.V. (AVK-TV) mit ca. 450 Teilnehmern aus der Kunststoff- und vor allem auch Automobilindustrie statt. Der Inhalt der Tagung und ihrer Parallel-Sessions sind in einem dicken DIN-A4-Tagungsband auf Deutsch und Englisch dokumentiert, der beim Veranstalter (s.u.) bezogen werden kann.

Die Naturfaser-Verbundwerkstoffe bekamen am ersten Tag einen eigenen Block, am zweiten Tag folgten weitere Einzelvorträge zum Thema. Hier ein kurzer Überblick über die wichtigsten Vorträge. (Ausführliche Informationen finden Sie im Tagungsband.)

Dipl.-Ing. Heidrun Schachtschneider vom Bremer Institut für Konstruktionstechnik (BIK) Universität Bremen, berichtete von der “gezielten Einstellung der akustischen Eigenschaften von Faserverbundwerkstoffen aus Naturfasern durch Variation des Aufbaus und der Oberflächen”. Ihr Fazit: “Im Rahmen dieses Beitrags wurden Möglichkeiten aufgezeigt, durch das gezielte Einstellen der Faserparameter, der Hybridvliesdaten, des Schichtaufbaus und insbesondere der Variation der FVW-Oberflächen die akustischen Absorberwirkungen breitbandig ab einer bestimmten Grenzfrequenz oder schmalbandig für bestimmte Frequenzbereiche einzustellen. Die Anwendbarkeit der Ergebnisse und die daraus resultierenden akustischen Vorteile der FVW im Vergleich zu PUR-Schaum wurden anhand von Fahrzeughimmeln erläutert.”

Dipl.-Physiker und Marktforscher Michael Karus vom nova-Institut, Hürth, präsentierte die neuesten Daten über den Einsatz von Naturfasern in Verbundwerkstoffen in der deutsch-österreichischen (ca. 17.200 t im Jahr 2002) und europäischen (ca. 25.000 t im Jahr 2002) Automobilindustrie. Die wichtigste Anwendung stellen NF-Formpressteile für Türinnenverkleidungen, die bereits in der Mehrzahl der Mittel- und Oberklassewagen zum Einsatz kommen. Ein weiterer Schwerpunkt waren NF-PP-Spritzgussverfahren. Hier hat das nova-Institut zusammen mit dem Faserinstitut Bremen eine Reihe von Untersuchungen durchgeführt, die einen umfassenden Marktüberblick in Bezug auf technisch-mechanische Eigenschaften und zu erwartende Marktpreise erlauben. NF-PP-Spritzgussteile liegen von ihren mechanischen Eigenschaften zwischen PP-Talkum und ABS. Hier sollten bei Marktpreisen von ca. 1,35 EUR/kg interessante neue Märkte zu finden sein.

Dipl.-Ing. Erwin Baur von M-Base Engineering, Aachen stellte das Projekt “Kennwertdatenbank zur Auslegung und Berechnung von Bauteilen aus naturfaserverstärkten Kunststoffen” vor und zur Diskussion. Hierüber wurde im Nachrichten-Portal schon mehrfach ausführlich berichtet (vgl. Meldungen vom 2003-02-17, 2003-02-05 und 2002-07-12.)

Weit gediehen sind die Module Lieferantendatenbank (ab November mit Selbsteingabemöglichkeit), Marktinformationen zu Naturfaserpreisen und die Bauteil-Referenzdatenbank. Wichtige Teile der Datenbank sind in Deutsch, Englisch und Französisch verfügbar.

Christian Clasen von der Firma Wilhelm G. Clasen, Hamburg, und wichtiger deutscher Jute-Händler diskutierte in seinem Vortrag die zukünftigen Beschaffungsmärkte für Naturfasern. Bei starken Zuwachsraten sah er bei einer Versorgung durch primär europäischen Flachs Engpässe und Abhängigkeiten aufkommen und plädierte deshalb für eine stärkere Nutzung asiatischer Jute, die dem Markt in großen Mengen bei guter Qualität und guten Preisen zur Verfügung stünde. Sein Appell, in den technischen Anforderungen nicht “Flachs” sondern allgemein “Naturfasern” zu benennen, fand Zustimmung und ist bereits breite Praxis.

In Bezug auf den stärkeren Juteeinsatz gab es in der Diskussion Kritik. “Wir brauchen keinen Appell für mehr Jute, das wird der Markt schon richten” war die verbreitete Gegenposition. Zudem wurde von Karus darauf hingewiesen, dass die große Stärke der Naturfasermärkte ihre Belieferung aus vier politisch und wirtschaftlich recht unabhängigen Regionen – Europa, Asien, Südafrika und Südamerika – sei. Dadurch könne es zu keinen Lieferengpässen kommen. Woher die Naturfasern aber in Zukunft preiswerter zu beziehen seien, das hänge von einer Vielzahl wenig überschaubarer Faktoren ab.

Axel Nechwatal vom Thüringer Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e.V., Rudolstadt, sprach über die “Entwicklung neuer Technologien zur Verbesserung des Leistungsvermögens von Naturfaser-Verbundwerkstoffen”. Sein Fazit: “Die bisherigen Ergebnisse deuten darauf hin, dass Granulat-Prozesse eine interessante Alternative zum Stand der Technik – dem Hybrid-Vlies – sein können. Zum einen bietet NFK-Granulat die Möglichkeit, Spritzguss und Extrusion überhaupt durchzuführen und damit Bauteile zu produzieren, die im Formpressverfahren gar nicht hergestellt werden können. Zum anderen lässt sich das Potenzial von MAH-PP-Haftvermittlern über Spritzguss bzw. Extrusion besser in einen Leistungszuwachs des Werkstoffs transformieren. (Vgl. Meldung vom 2003-05-30.)

Aber auch bei der etablierten Matten-Technologie gewinnt die Haftung immer mehr an Bedeutung. Da der Trend zu möglichst leichten Bauteilen geht, bemüht man sich, über eine unvollständige Verpressung eine gewisse Porosität des Verbundes und damit eine geringere Dichte zu erzielen. Dies verschlechtert natürlich die mechanischen Kennwerte des Bauteils. Steigert man im Gegenzug die Faser-Matrix-Haftung, so sollte sich dieser Abfall zumindest partiell kompensieren lassen.”

Dr. Ulrich Riedel, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Braunschweig, berichtete vom Einsatz erster Bio-Verbunde im Schienenfahrzeugbau. Für die Firma Alstom LHB werden zur Zeit Prototypen einer Sitzkastenverkleidung für den DT4 der Hamburger Hochbahn in Kooperation mit der Firma Invent gefertigt und eingebaut (vgl. Meldung vom 2002-11-11). Es zeichnet sich aber ab, dass die Fertigung aus wirtschaftlicher Sicht noch Entwicklungsbedarf aufweist. Insbesondere die erreichten Taktzeiten genügen zurzeit nicht den industriellen Anforderungen. Ein entsprechendes Fertigungskonzept, um diesen Mangel beheben zu können, wurde bereits erarbeitet. Ein Ansatz sind handlaminierfähige Bioverbunde. “Es wird erwartet, dass sich in naher Zukunft die Marktakzeptanz deutlich durch die Einführung der ersten Produkte aus Bioverbundwerkstoffen erhöhen wird und neue Märkte erschlossen werden können.”

Dipl.-Ing. Jörg Nickel, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Braunschweig, stellte Arbeiten zum Thema “Risiken organischer Faserstäube im Vergleich zu anorganischen Faserstäuben” vor: “Stäube pflanzlichen oder tierischen Ursprungs können allergische Erkrankungen der Atemwege (z.B. Bronchialasthma) verursachen oder infektiöse Wirkungen infolge von Bakterien oder Pilzsporen zeigen. Beim Umgang mit Rohflachs- und Rohhanffasern ist die Gefahr der Ausbildung einer Byssinose (chronische obstruktive Bronchitis) zu beachten. Stäube von Harthölzern (Eiche, Buche) können außerdem Krebserkrankungen der Nase und der Nasennebenhöhlen hervorrufen.

Hinweise auf ein kanzerogenes Potenzial bei technisch bedeutsamen pflanzlichen Naturfasern (Flachs, Hanf, Jute, Sisal etc.) wurden jedoch nicht gefunden und können aufgrund der Faserdurchmesser (Flachs 10-35 Mikrometer, Hanf 15-25 Mikrometer, Jute 15-25 Mikrometer) nicht nahe gelegt werden.”

Dr. rer. nat Heike-Ursula Obst, RWTH-Aachen berichtete über “Dynamisches und akustisches Verhalten von Faser-Kunststoff-Verbunden”. Untersucht wurde das Schwingungsverhalten von FKV-Platten mittels Modalanalyse. Außerdem wurden Schallintensitätskarten erstellt. Naturfasern wurden allerdings nur am Rande betrachtet.

Kontakt:

AVK-TV e.V.
Am Hauptbahnhof 10
60329 Frankfurt
Tel.: +49-(0)69-25 09 20
Fax: +49-(0)69-25 09 19
E-Mail: [email protected]

(Vgl. Meldungen vom 2003-07-04, 2003-06-28 und 2002-10-11.)

Source: nova-Institut, 2003-10-16.

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