Leichtbau auf den Punkt: Biobasierte Verbundwerkstoffe werden durch angepasste Fertigungsprozesse, reversible Fügetechnik und digitalisierte Qualitätskontrolle industriell konkurrenzfähg und bleiben recyclingfähig.
Die großen technischen Herausforderungen biobasierter Werkstoffe liegen in der Dimensionsstabilität, Verarbeitbarkeit, Rückverfolgbarkeit und Recyclingfähigkeit. Im europäischen Forschungsprojekt Bio-Uptake wurden deshalb neue Materialformulierungen, Fertigungs- und Überwachungsverfahren sowie Lösungen für eine bessere Kreislauffähigkeit entwickelt und in verschiedenen Anwendungen erprobt.
Innerhalb des Konsortiums konzentrierte sich Aitiip auf neue Biopellet-Formulierungen für das Spritzgießen. Als Matrix diente biobasiertes PA1010, das mit recycelten Kohlenstofffasern oder Holzfasern verstärkt wurde. Ziel war, die mechanische Merkmale der Materialien zu verbessern und gleichzeitig ihre Integration in industrielle Fertigungsprozesse zu erleichtern. Dafür wurden die Werkstoffe unter verschiedenen thermischen Bedingungen mechanisch charakterisiert. Untersucht wurden unter anderem Dimensionsstabilität, Steifigkeit und thermisches Verhalten. Die gewonnenen Daten sollen Prozesssimulationen unterstützen und helfen, Abweichungen während der Verarbeitung frühzeitig zu berücksichtigen.
Zusätzlich optimierte Aitiip die Konditionierung der Pellets mit einem Heißluft-Trocknungs-Fördersystem. Es vermeidet Wasser während des Abkühlens und reduziert damit die Feuchtigkeitsaufnahme. Dadurch sollen Prozessstabilität, Oberflächenqualität und Wiederholbarkeit beim Spritzgießen verbessert werden.
Weitere Partner arbeiteten an der Kreislauffähigkeit der Verbundwerkstoffe. Reversible Klebstoffe auf Basis der Diels-Alder-Chemie sollen Multimaterialbauteile während der Nutzung verbinden und sich durch Wärmeeinwirkung wieder lösen lassen. Daneben entstanden wiederverarbeitbare, reparierbare und recyclingfähige Epoxidharze mit biobasiertem Anteil.
Auch digitale Methoden wurden in die Prozessentwicklung eingebunden. Das Unternehmen Simcon entwickelte Simulationsmodelle für das Spritzgießen, das Unternehmen Aimen eine auf neuronalen Netzen basierende Bildauswertung zur Fehlererkennung an überspritzten Bauteilen. IRIS Technology Solutions setzte Infrarotspektroskopie, hyperspektrale Bildgebung und Thermografie zur Prozessüberwachung ein.
Die Werkstoffe und Prozesse wurden in mehreren Demonstratoren erprobt. Das Unternehmen Comfil fertigte eine vollständig biobasierte Fußorthese und reduzierte dabei die Produktionszeit gegenüber konventionellen Verfahren um rund fünfzig Prozent. Moses Productos entwickelte einen Behälterdeckel aus PLA-Laminaten und biobasiertem Polyamid mit reversibler Demontage und Cidetec stellte recyclingfähige Bauplatten aus Flachsfasern und Epoxidharz mit hohem biobasiertem Anteil her.
Das Projekt sollte zeigen, dass sich biobasierte Materialien in industrielle Prozesse integrieren lassen, ohne die geforderte Leistungsfähigkeit zu verlieren. Dazu wurden Materialentwicklung, Verarbeitung, Digitalisierung und Kreislaufwirtschaft gemeinsam betrachtet und Technologien in industriellen Anwendungen validiert. Koordiniert wurde das Projekt von Aitiip. Weitere Partner waren unter anderem Centexbel, Comfil, Simcon, Aimen, Iris Technology Solutions, Moses Productos und Cidetec. Gefördert wurde das Projekt im Rahmen von Horizon Europe. Über die erzielten Ergebnisse hinaus zeigte Bio-Uptake, dass die Kombination von Materialinnovation, industrieller Digitalisierung und Kreislaufwirtschaftsstrategien den Übergang zu einer nachhaltigeren Fertigung in Europa beschleunigen kann.
Bild oben: Um die Zukunft von biobasierten Verbundwerkstoffen in der europäischen Industrie kümmerte sich das Projekt Bio-Uptake. Partner des europäischen Forschungsprojekts beim EUBCE 2026. (Quelle: Aitiip)
Quelle und weitere Infos: Pressemitteilung