Kennwertdatenbank für naturfaserverstärkte Werkstoffe – Konstruktion mit Naturfasern leicht gemacht!

Die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) will Naturfasern den Weg in hochwertige faserverstärkte Kunststoffe ebnen. Dazu unterstützt sie ein Projekt unter Federführung der RWTH Aachen zur Erarbeitung einer Datenbank, die sämtliche für die Bauteilauslegung notwendigen Informationen bereitstellt. Neben den Fasern selbst und ihren Eigenschaften sollen nicht nur herkömmliche Kunststoff-Matrizes, sondern auch solche aus heimischen nachwachsenden Rohstoffen aufgeführt werden.

Schon seit einigen Jahren stellt die Industrie faserverstärkte Werkstoffe nicht nur mit synthetischen, sondern auch mit Naturfasern her. Da über ihre physikalisch-chemischen oder mechanischen Eigenschaften jedoch nur wenig bekannt ist, finden Flachs oder Hanf bisher nur in gering beanspruchten Bauteilen Verwendung. Verkleidungsteile von Pkws zählen zu den klassischen Anwendungen.

Dabei können naturfaserverstärkte Kunststoffe (NFK) weitaus höheren Belastungen standhalten. Aber relevante Kennwerte für die Konstruktion mit NFK stehen bisher nicht standardisiert zur Verfügung. Die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR), der für diesen Bereich zuständige Projektträger des Bundesverbraucherschutzministeriums, hat das Problem erkannt. Seit Mai unterstützt sie eine Arbeitsgemeinschaft um das Institut für Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen bei der Erarbeitung einer Kennwertdatenbank. Die Aachener haben sich die M-Base Engineering + Software GmbH, das Nova Institut für politische und ökologische Innovation GmbH und das Faserinstitut Bremen e.V. mit ins Boot geholt.

Nicht nur die Naturfasern selbst und die Datenbankstruktur spielen bei den ersten Arbeiten eine Rolle. Zugleich geht es darum abzuwägen, welche Kennwerte überhaupt erfasst werden müssen. Prüfnormen herkömmlicher faserverstärkter Kunststoffe sollen hierbei wichtige Orientierungshilfe geben. Denn Ziel ist es, Konstrukteuren und Verarbeitern alle Kennwerte zur Dimensionierung und Simulation bei der Produktentwicklung zur Verfügung zu stellen.

Der modulare Aufbau macht den besonderen Nutzen der Datenbank aus. Naturfasern und Matrizes werden in ihren Eigenschaften nicht nur aufgelistet, sondern auch auf Kombinationsmöglichkeiten analysiert. Die prinzipielle Verarbeitbarkeit verschiedener Kombinationen aus Polymer und Naturfaser lässt sich also direkt ablesen. Ebenso unverzichtbar wie die Adressen der jeweiligen Hersteller und Lieferanten sind auch konkrete Angaben zu bereits realisierten Bauteilen und ihren Konstrukteuren. Marktdaten und deren Analyse schließlich runden das Angebot ab.

Internetbasierte Technologien sorgen nicht nur dafür, dass ständige Aktualisierungen möglich sind, sondern auch, dass die Datenbank für jeden Interessenten nutzbar ist. Alles in allem also ein recht komfortables Angebot für alle Hersteller und Verarbeiter faserverstärkter Werkstoffe, aber auch für Faserlieferanten und Compoundierer. Im April 2004 soll die Datenbank in Betrieb gehen und dafür sorgen, dass die Verwendung von naturfaserverstärkten Werkstoffen deutlich vorangetrieben wird. Anfragen zum aktuellen Stand der Arbeiten beantwortet Dr. Dahlmann vom Institut für Kunststoffverarbeitung unter

dahlmann@ikv.rwthaachen.de