Abschlussbericht CaRMA. Carbonfaser Recyclingvliese im Multi-Material-Ansatz

Das Forschungsprojekt CaRMA befasst sich mit der Entwicklung und Validierung von Multi-Material-Vlieswerkstoffen, sowie der Bewertung deren mechanischen Einsatzpotentials zur Erschließung neuer Anwendungsfelder. Die untersuchten Multi-Material-Vlieswerkstoffe (MMV) bestehen aus jeweils drei Faserkomponenten, wobei neben recycelten Carbonfasern (rCF) eine zusätzliche funktionelle/ strukturelle Faser (z.B. Glasfaser, Naturfaser, Aramidfaser) zum Einsatz kommt, sowie eine weitere thermoplastische Faser (PP bzw. PA6), welche die spätere Composite-Matrix bildet. Die verschiedenen Fasern werden jeweils direkt im Vliesherstellungsprozess auf Filament-Niveau miteinander vermischt. Durch diesen materialintrinsischen Multi-Material-Ansatz können potentiell aussichtsreiche mechanische Eigenschaftsprofile erzielt werden. Außerdem werden zusätzliche prozessseitige Synergieeffekte erwartet. Die Verarbeitung von recycelten Carbonfasern zu Vlieswerkstoffen ist auf dem Stand der heutigen Technik mit einigen Herausforderungen verknüpft, die entlang der hier gewählten Prozessführung teilweise kompensiert werden können. Im vorliegenden Demonstrationsfall soll dadurch das mechanische Leistungsspektrum von recycelten Carbonfasern verbreitert werden, sodass zukünftig neue Anwendungsmöglichkeiten erschlossen werden können. Der Aufbau eines ökonomisch tragfähigen Anwendungsmarktes stellt aktuell eine der zentralen Herausforderungen für das Recycling von Carbonfasern dar, sodass das vorliegende Forschungsprojekt CaRMA in diesem Bereich einen wichtigen Beitrag auf Basis eines innovativen Materialkonzepts liefern kann. Um den gewählten Projektansatz umzusetzen und eine bestmögliche Nutzung der verfügbaren Ressourcen zu ermöglichen bzw. diese auf die aussichtsreichsten Entwicklungsrichtungen zu fokussieren, waren mit Projektbeginn vier Aspekte der Gesamtprozesskette hinsichtlich der Verarbeitbarkeit von Multi-Material-Vliesstoffen weiterzuentwickeln: (1) Vliesherstellung, (2) Konsolidierung/Imprägnierung, (3) Prüftechnik und (4) Bewertung & Demonstration.