Durch den zunehmenden Einsatz von Carbonfasern (CF) für Leichtbauanwendungen rückt die Problematik der Entsorgung bzw. der Wiederverwertung der hochwertigen CF in den Vordergrund. Als ein neuer Ansatz wird im Rahmen dieses Projektes die Entwicklung von UD-Tapes aus recycelten Carbonfasern (rCF) mit höchster Ressourceneffizienz und Nachhaltigkeit umgesetzt. Deshalb besteht das Ziel des Projektes in der Erarbeitung und Bereitstellung eines umfangreichen Basiswissens sowie eines anwendungsbezogenen technologischen Knowhows zur Entwicklung und Fertigung von unidirektionalen Tapes für hochbelastbare thermoplastische CFK-Bauteile aus rCF und Thermoplastfasern. Dazu wird zuerst die Technologie von der Faseraufbereitung bis zur Tapefertigung im Labormaßstab am Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM der TU Dresden) entwickelt, um den Nachweis einer grundsätzlichen Umsetzbarkeit zu erbringen. Im nächsten Schritt erfolgt die technologische Modifikation und Erweiterung einer Industriestrecke (Tapefertigungsanlage), die aus Streckwerk, Imprägnierungs-, Thermofixierungs- und Aufwicklungsvorrichtung besteht. Anschließend wird die erprobte Prozesskette in den industriellen Maßstab überführt. Darauf basierend wird das gleichmäßige, hochorientierte rCF-Tape aus den Hybridstreckenbändern im Labor- und Industriemaßstab entwickelt. Damit steht am Ende des Projekts eine vollständige, industriereife Fertigungskette zur Umsetzung der rCF-Tapes mit einer Breite von bis zu 100 mm und sehr guten Verbundeigenschaften zur Verfügung. Durch eine anschließende lastfallgerechte ressourceneffiziente CFK-Bauteilfertigung mittels Tapelegen kann der Verschnitt zudem minimiert werden. Eine aufwendige und teure Faden- und Flächenbildung (z. B. Weben) wie z. B. bei rCF-Garnkonstruktionen ist nicht mehr notwendig. Damit können die Carbonfasern zukünftig unter bestmöglichen ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten wiederverwertet werden.
Der Einsatz von faserverstärkten Thermoplastbauteilen auf Grundlage von textilen Halbzeugen aus Hochleistungs- und Thermoplastfasern bietet hervorragende Möglichkeiten für eine vielseitige Nutzung von Leichtbaustrukturen in den Automobil-, Luftverkehrs- und Windenergiebranchen sowie im Maschinen- und Anlagenbau. Thermoplastbauteile können durch Fasern endlicher Länge (Stapelfasern) oder Endlosfasern verstärkt werden. Die stapelfaserverstärkten Thermoplastbauteile auf der Basis von Vliesstoffen weisen mehrere Vorteile auf, z. B. Umsetzung komplexer Bauteilgeometrien durch die Fähigkeit des Fließens des geschmolzenen Faser-Matrix- Gemischs im Werkzeug, hoher Automatisierungsgrad und günstige Herstellkosten, aber auch einen wesentlichen Nachteil hinsichtlich einer niedrigen Zugfestigkeit von max. 400 MPa. Dies entspricht max. 30 % der primären Verbundfestigkeit von Carbonfilamentrovings. Daraus resultiert die zentrale Problemstellung, dass am Markt keine textilen Halbzeuge für die breite Serienanwendung für thermoplastische Faserkunststoffverbunde existieren, die sowohl hohe mechanische Kennwerte, eine hohe Drapierbarkeit sowie geringe Materialkosten, Fertigungskosten und Nachhaltigkeit im FKV in sich vereinen. Aus diesem Grund werden im Rahmen des Projektes neuartige hochdrapierbare Thermoplastfaserbandstrukturen aus recycelten Carbonstapelfasern (rCF-TFS) mit hohem mechanischen Leistungsvermögen für komplex geformte Composites aus flächig nebeneinander abgelegten und doublierten unidirektionalen rCF- und Thermoplastfaser-Hybridstreckenbändern entwickelt. Um den Nachweis der Eignung der zu entwickelnden Technologie zu erbringen, werden rCF-TFS mit unterschiedlichen Faservolumengehalten und ein Demonstrator hergestellt.