Ausgangspunkt / Motivation

Endlosfaserverstärkte, thermoplastische Platten-Halbzeuge (sogenannte Organobleche) bieten gegenüber den bisher üblichen Organoblechen viele Vorteile: sie sind recyclebar, direktformbar, steif, fest und leicht. Wenn man für ihre Herstellung nachwachsende Rohstoffe verwendet (bio-basierte Thermoplastmatrix und Pflanzenfaserverstärkung) können fossile und ökologisch bedenkliche Materialien ersetzt und die Nachhaltigkeit noch weiter gesteigert werden.

Ziele

• Entwicklung neuartiger Organobleche aus 100 % nachwachsenden Rohstoffen
• Substitution fossiler, ökologisch bedenklicher Materialien
• Sicherstellung geeigneter mechanischer Eigenschaften und Brandbeständigkeit
• Erfüllung hoher Anforderungen an Haptik und Optik für Sichtbauteile
• Optimierung von Herstell- und Umformprozessen

Inhalt

Die entwickelten Organobleche bestehen aus einer pflanzenfaserverstärkten Endlosfaserstruktur, einer bio-basierten thermoplastischen Matrix (PLA und TPU aus Pflanzenöl) und einer funktionalen, dekorativen Deckschicht für Sichtanwendungen. Der Fokus liegt auf Anwendungen im Flugzeug-Innenraum, wodurch neben mechanischen Eigenschaften insbesondere Brandschutz, Oberflächenqualität sowie Umweltbeständigkeit entscheidend sind.

Methodik / Vorgehensweisen

Die Methodik des Projekts umfasst die ganzheitliche Entwicklung und Optimierung bio-basierter Organobleche entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Betrachtet werden unter anderem die Fasereigenschaften, Fasermodifikation und die Faser/Matrix-Haftung. Die Herstell- und Umformprozesse werden systematisch optimiert, um eine stabile Verbindung zwischen Dekorschicht und Organoblech sowie eine dauerhaft gleichbleibende Oberflächenqualität unter verschiedenen Umgebungsbedingungen sicherzustellen.

Ergebnisse

Es wurden Organobleche mit den gewünschten Eigenschaften entwickelt, komplett aus nachwachsenden Rohstoffen gefertigt, die nach entsprechender Brandschutzausrüstung zu dekorativen Leichtbauteilen im Flugzeuginnenraum verarbeitet werden können.

Bei einem optimalen Mischverhältnis aus 100 Prozent bio-basierter Polymilchsäure (PLA) und einem zähen thermoplastischen Bio-Polyurethan (43 % Bio-Anteil) konnte die Umformbarkeit gegenüber reinem PLA deutlich verbessert werden. Durch Wahl eines geeigneten Flammschutzmittels (FSM) und mit optimierter Zugabemenge wurde das Biopolymer ausreichend brandgeschützt ausgestattet. Der bio-basierte Gesamtanteil in dem brandgeschützten Organoblech lag am Ende bei 77 Prozent.

Es konnte eine Steigerung des Technology Readiness Level (TRL) von 2 auf 4 erreicht werden. Das Kompetenzzentrum Holz GmbH in St. Veit wurde für das Projekt mit dem Innovations- und Forschungspreis des Landes Kärnten in der Kategorie Spezialpreis „Grüne Technologien – F&E für die Zukunft" ausgezeichnet.

Projektkoordination

Kompetenzzentrum Holz GmbH

Projektpartner:innen

• Polymer Competence Center Leoben GmbH
• Alba Tooling & Engineering GmbH
• Montanuniversität Leoben
• SIEDRU Druck GmbH
• F. LIST GmbH

Kompetenzzentrum Holz GmbH
Altenberger Straße 69
A-4040 Linz
Tel.: +43 (732) 2468-6750
E-Mail: zentrale@wood-kplus.at
Web: www.wood-kplus.at