Hochfeste, wiedergewonnene Kohlenstofffasern lassen sich mit weniger festen, dafür ökoeffizienteren Naturfasern, zu einem anpassbaren hybriden Faserhalbzeug für Faserverbundwerkstoffe verarbeiten. Eine gezielte Einstellung von Eigenschaften wie beispielsweise der Biegefestigkeit ist möglich. Im Rahmen des EU/China Projekts ECO-COMPASS wurden grundlegende Erkenntnisse zu den Eigenschaften solcher Hybridvliese aus rezyklierten Kohlenstofffasern (rCF) und Flachsfasern gewonnen.nDamit wird eine Möglichkeit zur Verwendung von Recyclingfasern aus der Verwertung von CFK Abfällen aufgezeigt.
Ökoeffiziente Hybride
Naturfasern wie z.B. Flachs oder Ramie sind eine ökologisch vorteilhafte Alternative zu synthetisch hergestellten Fasern. Sie vereinen einen geringeren ökologischen Fußabdruck mit guten spezifischen Kennwerten. Allerdings schränken ihre geringe Festigkeit und Dauerhaltbarkeit sowie die leichte Entflammbarkeit den Einsatz in Hochleistungsanwendungen wie dem Flugzeugbau derzeit stark ein.
Festigkeitssteigerung durch rCF
Hybride Faserverbundwerkstoffe aus Naturfasern und rCF können die Vorteile beider Fasertypen kombinieren. In angepassten Laborverfahren wurden Flachsfasern und rCF gemischt und zu Vliesen weiterverarbeitet. Verschiedene Mischungsverhältnisse und Faserverteilungen ließen sich dabei mit sehr kleinen Fasermengen realisieren. Es zeigt sich, dass bereits ein kleiner Anteil von weniger als zehn Volumenprozenten sowohl die Biegefestigkeit als auch die Steifigkeit gegenüber reinen Naturfaserverbunden deutlich erhöht. Eine Anpassung an die Beanspruchung ist durch die Faserverteilung über die Bauteildicke möglich. Beispielsweise lassen sich die starken rCF im Randbereich des Faserhalbzeugs konzentrieren, während sich die Naturfasern im weniger beanspruchten Mittenbereich befinden und für gute Dämpfungseigenschaften sorgen.
