Starke CO2-reduzierte Bauteile aus faserverstärkten Biopolymeren

Kunststoffbauteile bieten großes Potenzial zur Reduktion von Emissionen. Im Projekt »COOPERATE« entwickelt das Fraunhofer LBF mit Partnern Methoden, um die Produktgestaltung und die Auslegung hinsichtlich Ökobilanz und Nachhaltigkeit grundlegend zu verbessern. Die Kombination von Substitution erdölbasierter Kunststoffe durch biobasierte Alternativen und die Entwicklung verbesserter Methoden zur materialsparenden Auslegung von Bauteilen, wird den CO₂-Bedarf von Kunststoffbauteilen in anspruchsvollen, industriellen Anwendungen und Gebrauchsgütern um bis zu 75 Prozent reduzieren.

Durch die Reduktion des Materialeinsatzes und die Verwendung biobasierter Komposite soll der CO₂-Bedarf bei der Produktion von Kunststoffbauteilen in Gebrauchsgütern um bis zu 75 Prozent reduziert werden. Dabei entwickeln die Projektpartner gemeinsam materialsparende Konstruktionsmethoden und biobasierte Komposite für langlebige und hochbeanspruchbare Bauteile - Dabei dienen konkrete Anwendungsbeispiele aus dem Bereich der Fahrzeugtechnik als Maßstab.

Erhebliche Einsparung der materialbezogenen Treibhausgasemissionen

Zur Reduktion der eingesetzten Materialmenge sollen für den Einsatz in schwingungsbelasteten Gebrauchsgütern die Designprozesse verbessert werden. Hierdurch werden das Leichtbaupotential und die damit einhergehende Ressourceneffizienz auch im Downstream gesteigert. Im Projekt entstehen u.a. neue Berechnungsmethoden, welche die Einflüsse der Herstellung auf das quasistatische und das dynamische Verhalten der Werkstoffe berücksichtigen. Eine Voraussetzung zur Ausschöpfung des Leichtbaupotentials ist die präzise Charakterisierung der eingesetzten Werkstoffe und die Validierung der Simulationsmethoden.

Durch den Einsatz biobasierter Werkstoffe wird eine erhebliche Einsparung der materialbezogenen Treibhausgasemissionen erreicht. Im Projekt »COOPERATE« erforschen die Partner gemeinsam Substitute mit signifikant geringeren Anteilen petrochemisch erzeugter Bestandteile und optimieren diese für den Einsatz in schwingungsbelasteten Gebrauchsgütern. Da biobasierte Materialien eine andere Performance als konventionelle Werkstoffe erreichen, werden in diesem Projekt die klimaneutralen Substitute weiterentwickelt und praxisrelevante Untersuchungen der Materialeigenschaften hinsichtlich strukturell wichtiger Kennwerte durchgeführt.

Methodenkompetenz im Fraunhofer LBF

Die neuen Methoden und die verbesserten Materialeigenschaften ebnen den Weg für den Einsatz von neuen Kunststoffen in weiteren Technologiefeldern. Das Vorhaben »COOPERATE« verfolgt insgesamt die Ziele der leichtbaubezogenen Entwicklung ressourceneffizienter Verfahren und die Substitution treibhausgasintensiver Materialien.

Förderer und Partner:

Projektpartner:

• BOGE Elastmetall GmbH
• TECNARO GmbH
• Technische Universität München

Projektleitung: Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

Fördergeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz BMWK