Das Projekt "VP-3.2./BioWPC" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Herotron E-Beam Service GmbH durchgeführt. Im Teilvorhaben 4 (Herotron) wird die Behandlung mit Elektronenstrahlung zur Modifizierung der Ausgangsstoffe, Komposite und Bauteile untersucht. Das Ziel ist es die Parameter der Anlage für die verschiedenen Materialien zu validieren und eine Anlage für eine kontinuierliche Verfahrensweise zu konzipieren. Dieses Teilvorhaben dient zur Modifizierung der Buchenholzfasern, der Holz-Polymer-Werkstoffe und der Bauteile mit Hilfe der Behandlung mit Elektronenstrahlung. Je nach Material muss die Strahlenintensität und die Verweilzeit angepasst werden. Als Ausgangsstoff werden die Hackschnitzel mit Hilfe der Elektronenstrahlung modifiziert. Die bestrahlten Hackschnitzel werden anschließend im TV1 zu Refinerfasern verarbeitet. Ziel ist es wie im TV2 eine Verbesserung des mechanischen Aufschlusses der Fasern zu erreichen und die Geruchsemissionen zu mindern. Die für die Komposite in TV3 entwickelten reinen Polyamidblends und -copolymere und die mit den Additiven für die Strahlenvernetzung werden zum Vergleich ebenfalls einer Strahlenbehandlung unterzogen. Die Entwicklung von PA-Blends, -copolymeren und Additivierung wird iterativ optimiert. Anschließend werden die aus den Kompositen in TV8 hergestellten Prüfkörper und Bauteile durch die Strahlenbehandlung modifiziert und im TV9 charakterisiert und bewertet. Zum Vergleich werden auch die in TV5 und TV7 hergestellten Bauteile bestrahlt und im Rahmen von TV5 und TV7 geprüft.
Das Projekt "VP-3.2./BioWPC" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik, Außenstelle Halle durchgeführt. Das Teilvorhaben 'Charakterisierung und Bewertung' hat die Zielstellung eine umfassende werkstoffmechanische Charakterisierung der im Verbund generierten Werkstoffe, Halbzeuge und Bauteile zu gewährleisten. Mit den ermittelten Kenndaten werden auf der einen Seite die variierenden Herstellungsmethoden bewertet. In iterativen Schritten, in enger Kooperation mit den anderen involvierten Teilvorhaben werden die optimalen Prozessfenster gefunden. Auf der anderen Seite liefert das Teilvorhaben die Parameter für den Aufbau einer Datenbasis für den Einsatz der innovativen BioWPC-Systeme. Des Weiteren wird durch die Bestimmung der Materialkennwerte die Ausgangsbasis für die Simulation des Werkstoff- und Bauteilverhaltens unter komplexen Belastungen gelegt. Nur eine statistisch abgesicherte Datenbasis erlaubt, mit den für die Materialklassen charakteristischen Streuungen, Sensitivitätsanalysen durchzuführen. Dies wird benötigt um eine gleichbleibende Qualität der Bauteile und Halbzeuge auch bei prinzipbedingten Streuungen in den Verfahrensabläufen und Schwankungen der Eigenschaften der aus nachwachsenden Rohstoffen (Problem der Jahrgänge) generierten Werkstoffe zu garantieren. Die Innovation besteht darin, Verbundwerkstoffe aus 100Prozent nachwachsenden Rohstoffen mit deutlich verbesserten Eigenschaften gegenüber herkömmliche Holz-Polymer-Werkstoffe (WPC) für konstruktive Anwendungen zu generieren. Bei den herkömmlichen Holz-Polymer-Werkstoffen handelt es sich um Verbundwerkstoffe, typischerweise aus Holzmehl von Nadelhölzern und Kunststoffen wie z.B. Polypropylen und Polyethylen. Diese Werkstoffe werden hauptsächlich als Deckings eingesetzt. Problem ist zum einen, dass diese herkömmlichen Holz-Polymer-Werkstoffe nicht in konstruktiven Anwendungen eingesetzt werden können. Zum anderen kommt es in den nächsten Jahren durch den von der Bundesregierung angestrebten Waldumbau von Nadelholzwäldern hin zu Misch- und Laubwäldern zu einer Verknappung des Rohstoffes Nadelholz, das bisher für die Holz-Polymer-Werkstoffe verwendet wird. Durch den Waldumbau wird Buchenholz in großen Mengen zur Verfügung stehen. Um verbesserte Eigenschaften zu erreichen, werden als Verstärkungsfasern thermomechanisch und chemisch aufgeschlossene Buchenholzfasern verwendet, die in niedrigschmelzende Polyamide auf Basis nachwachsender Rohstoffe (Biocaprolactam, Aminoundecansäure bzw. C10/C12-Dsiäuren / Diamine aus Rizinusöl) eingebunden werden. Das Teilvorhaben begleitet und ermöglicht die Wertschöpfung im Verbund vom Rohstoff Buchenholz bis zum komplexen Bauteil für die Endanwendung und liefert somit einen essentiellen Beitrag zum Verbundvorhaben als auch zum Bioökonomie - Cluster. Die im Rahmen des Forschungsvorhabens erzielten Ergebnisse und produzierten Werkstoffe erfüllen den Wunsch der Industrie und der Kunden nach ökologisch nachhaltigen Produkten.
Das Projekt "VP-3.2./BioWPC" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH durchgeführt. Holz-Polymer-Werkstoffe werden gegenwärtig mit Nadelholz-Holzmehl und Polyolefinen (vorwiegend PE; PP) produziert. Durch den seit vielen Jahren laufenden Waldumbau wird das Nadelholz zukünftig nicht mehr ausreichend zur Verfügung stehen, dafür erhöht sich das Laubholzaufkommen. Buchenholzfasern werden für Holz-Polymer-Werkstoffe bisher nicht eingesetzt, daher ist die technologische Realisierbarkeit eines solchen Prozesses in enger Zusammenarbeit mit den Verbundpartnern nachzuweisen. Die Innovation des Verbundprojektes besteht darin, Verbundwerkstoffe aus 100Prozent nachwachsenden Rohstoffen mit deutlich verbesserten Eigenschaften gegenüber herkömmlichen Holz-Polymer-Werkstoffen (WPC) für konstruktive Anwendungen zu generieren. Der Hauptschwerpunkt im IHD gemeinnützige GmbH besteht in der Herstellung von Faserstoffen und - Spänen, vorrangig aus Buchenholz, unter Anwendung verschiedener Aufschlussbedingungen, Untersuchungen zur Zugabe von Additiven beim Zerfaserungsprozess sowie Prüfungen an produzierten Elementen. Nach der Optimierung von Vorzugsvarianten in Anlagenversuchen bei dem beteiligten Projektpartner sind die Ergebnisse direkt für die Industrie nutzbar. Das Teilvorhaben bildet eine Basis für die weiteren Schritte im Verbundvorhaben. Nur durch die maßgeschneiderte Bereitstellung entsprechender Partikel (Späne, Holzmehl, Fasern) und die Messung der geeigneten Parameter und den Bezug dieser zu den technologischen Kenngrößen ist eine optimale Einstellung der Prozesse möglich.
Das Projekt "Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Neißer Geoprodukte GmbH durchgeführt. Herstellung von Schutzhüllen für neu angepflanzte Forstgehölze (Verbiss- und Fegeschutz) aus Naturfaser-Vlies, vornehmlich Hanf- und Wollefasern. Diese Schutzmechanismen werden immer notwendiger, da die Aufforstung vor dem Hintergrund der klimabedingten Waldschäden effektiv gestaltet werden muss, sowie Pflanzenkulturen vor den häufiger werdenden Wetterextremen geschützt werden müssen. Wuchshüllen, derzeit meist aus Hartkunststoffen bestehend, werden i. d. R. aufgrund des hohen Aufwands nach ihrer Verwendung nicht wieder eingesammelt und sind daher auch nach mehreren Jahrzehnten noch in der Natur zu finden.
Das Projekt "VP-3.2./BioWPC" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Global Solutions GmbH durchgeführt. Das Ziel dieses Teilvorhaben ist es innovative Holz-Polymer-Werkstoffe in Granulatform für die Weiterverarbeitung im Spritzgießprozess zu entwickeln. Die Innovation besteht darin, Verbundwerkstoffe aus 100Prozent nachwachsenden Rohstoffen mit deutlich verbesserten Eigenschaften gegenüber herkömmliche Holz-Polymer-Werkstoffe (WPC) für konstruktive Anwendungen zu generieren. - vgl. ausführlich die Teilvorhabensbeschreibung - Im Teilvorhaben werden folgende wissenschaftliche/technische Erkenntnisse angestrebt (vgl. ausführlich die Teilvorhabensbeschreibung): Evaluierung der Verfahrensmöglichkeiten für die Compoundierung der innovativen Holz-Polymer-Werkstoffe mit Hilfe von Referenzsystemen / Konzipieren von Verfahrensabläufen für die Faserdosierung / Anpassung des Verfahrens an die innovativen Holz-Polymer-Werkstoffe / Anpassung der Rezeptur entsprechend des Anforderungsprofils der Werkstoffe (hinsichtlich Verarbeitungsverhalten und Bauteileigenschaften) / Optimierung des Compoundierprozesses / Untersuchung der Möglichkeiten der Additivierung / Evaluierung der Compoundierung im Technikumsmaßstab.
Das Projekt "NaFa-Tech - Bio HLV/ Halbzeuge aus thermopl. Verbundwerkstoffen mit gestreckten Bastfasern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Innovation, Transfer und Beratung gGmbH durchgeführt.
Ein Leuchtturmprojekt im Hinblick auf Biowerkstoffe ist das BIOCONCEPTCAR. Den Projektbeteiligten ist es unter der Federführung des Instituts für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe (IfBB) gelungen, den Anteil an biobasierten Werkstoffbauteilen in einem Rennwagen zu erhöhen. Die deutliche Reduktion des Fahrzeuggewichts durch die Verwendung von Bioverbundwerkstoffen bei Fahrzeugaußenbauteilen war dabei das erklärte Ziel. Zudem sollte die Werkstoffmatrix aus biobasiertem Kunststoff bestehen. Am Ende der Entwicklungsphase wurden großflächige Karosserieteile wie Motorhaube, Tür, Heckklappe, Dach-/Heckspoiler, Unterbodenabdeckung aus biobasiertem Duroplast mit Leinenfasern gefertigt. Während der Bauteilentwicklungsphase war neben dem Testen verschiedener Materialkonzepte eine flexible bauteilspezifische Verarbeitung ein Untersuchungsschwerpunkt. Dabei wurde ermittelt, inwieweit gängige Maschinen und Verfahren für Bioverbundwerkstoffe einsetzbar sind, denn ein Anreiz für das Verwenden einer neuen Werkstoffgeneration stellen die geringen Investitionskosten dar. Erfolgreich durchgeführt wurden die Untersuchungen mit einer branchenbekannten Extruder- und Spitzgussmaschine. Als Ergebnis der Entwicklungsarbeit wurde eine erhebliche Gewichtseinsparung am Fahrzeug erzielt. Allein durch Substitution von Stahl durch einen Bioverbundwerkstoff bei Türen, Motorhaube und Heckklappe wurde eine Gewichtsreduktion von 67 kg erreicht. Bei einem Bauteil konnte durch das Substitut das Gewicht um 60 % reduziert werden. Die deutliche Gewichtsersparnis führt in der Nutzungsphase zu einem geringeren Verbrauch und damit zu einem niedrigeren CO2-Ausstoß bei Verbrennungsmotoren oder einer größeren Reichweite bei Elektrofahrzeugen. Neben den erwähnten Vorteilen gegenüber Stahlbauteilen sind weiterhin die Fragen nach Crash-Verhalten und Reparaturmöglichkeiten zu klären. Ein biobasierter Faserverbundwerkstoff weist gegenüber einem fossilbasierten Verbundwerkstoff einen signifikanten Kostenvorteil auf. Die Kosten für Leinenfasern lagen bei ca. 2,50 Euro/kg und für Kohlefasern bei ca. 30 Euro/kg.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Thermische Verfahrenstechnik, Umwelt- und Naturstoffverfahrenstechnik durchgeführt. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Herstellung von verschiedenen stofflichen Produkten aus Rest- und Abfallstoffen, wie sie in Vietnam bei der Zuckerherstellung aus Zuckerrohr bzw. bei der Reisherstellung anfallen. Als stoffliche Produkte im Sinne des Projekts sind Adsorbentien für die Abgas- und Abwasserreinigung, Bodenverbesserungsstoffe für die Landwirtschaft und Fasermatten für die Filterung bzw. den Erosionsschutz zu verstehen. Dafür ist eine jeweils auf das Produkt angepasste Aufbereitungsstrategie hinsichtlich der Zerkleinerung, Klassierung und Agglomeration zu verfolgen. Für die einzelnen Produkte werden technische Betriebsparameter ermittelt, die als Basis für die Aufstellung einer Prozesskette für eine Pilotanlage in Vietnam dienen.
Das Projekt "(VP 1.2/ Holzbausystem-HIZ) - Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von HOMATHERM GmbH durchgeführt. Das Teilvorhaben integriert mit seinen drei Arbeitspaketen 'Faserstoffherstellung'; Gebrauchseigenschaften daraus hergestellter Dämmstoffe' und 'Einbindung der Dämmstoffe in moderne Holzbausystem' drei wichtige Aspekte der Wertstoffkette bei der intendierten verstärkten Nutzung von Buchenholz. Dabei ist das erste Arbeitspaket mit der in industrieüblichen Mengen beabsichtigten Bereitstellung unterschiedlich granulierter Faserstoffe aus Buche oder Abmischungen mit anderen Holzarten essentiell. Dies sowohl für die darauf aufbauenden Arbeitspakete des Antragstellers, als auch für stofflich verwertende andere Mitglieder des Clusters. Der Lösungsweg gliedert sich in die drei Teilkomplexe - Faserstoffherstellung, Gebrauchseigenschaften wie Glimmverhalten und Wärmeleitfähigkeit, Rohdichteprofilierung und die Dämmstoffintegration in Holzbausysteme, wobei hinsichtlich der Abarbeitung theoretischer Ansätze und Konzeptionen die Reihenfolge variabel ist. Damit ist z.B. das Risiko ungenügender Voraussetzungen für abhängige Arbeitsschritte deutlich minimiert. Unter praktischen, also Material- bereitstellenden Gesichtspunkten ist die Faserstoffherstellung primär zu sehen. Sollten unerwartet Verzögerungen bei der Buchenholz- Zerfaserung auftreten, ist ein Großteil der nachfolgenden Arbeitsschritte auch mit klassischen Faserstoffen möglich und kann bei Projektfortschritt mit Buchenholz nachgeholt werden.
Das Projekt "Teilprojekt 4: Grobaufschluss von Hanfstroh" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hanffaser Uckermark eG durchgeführt. Das Vorhaben verfolgt das Ziel, in den südkasachischen Regionen Almaty und Shymkent auf Basis deutscher Technologien den Anbau und die Verarbeitung von Faserhanf zur Gewinnung textiler Fasern beispielhaft zu entwickeln und in Form einer Prototypenanlage umzusetzen. Dabei steht die Herstellung reißfester, feiner, weitgehend lignin- und pektinfreier Fasern in einer mit Baumwolle (40 mm) bzw. Wolle (60-120 mm) vergleichbarer Stapellänge im Mittelpunkt, um als Mischpartner in textilen Produkten Anwendung zu finden.