Fachagentur Nachwachsende RohstoffeEin Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Biobasierte Molding Compounds für Elektronikanwendungen; Teilvorhaben 4: Anpassung Schneidewerk, SMC-Formulierung - Akronym: B2MC

Anschrift
Polynt Composites Germany GmbH
Kieselstr. 2
56357 Miehlen
Projektleitung
Daniel Bröder
Tel: +49 6772 9321-355
E-Mail schreiben
FKZ
22020415
Anfang
01.07.2016
Ende
31.12.2018
Ergebnisverwendung
Eine besondere Herausforderung besteht in der Schneidfähigkeit von Naturfaser. Bedingt durch die stark abweichenden Eigenschaften gegenüber Glasfaser muss eine geometrisch variable Anpassung des Schneidwerks erfolgen. Aufgrund ihrer Flexibilität ist zudem für das Durchtrennen der Faser eine Erhöhung der Scherung erforderlich. Wie sich im Projektverlauf zeigte, führen diese Maßnahmen nicht ohne eine entsprechende Modifikation der Naturfaser durch eine Schlichtung zum Erfolg. Durch den Einsatz von Naturfaser, Harz, Schwundkompensator und Reaktivverdünner auf Basis nachwachsender Rohstoffe, darüber hinaus einer nativ basierten Flammschutzkomponente, kann ein Formulierungsaufbau mit mindestens 95% biobasierten Rohstoffen erreicht werden. Weiterhin ist es möglich eine Dichtereduktion von etwa 20% zu erzielen, was dem heutigen Leichtbau-Gedanken stark entgegenkommt. Die Auswertung der mechanischen Kennwerte zeigte allerdings eine Abschwächung der Eigenschaften von bis zu einem Drittel im E-Modul und etwa zwei Drittel in der Festigkeit.
Aufgabenbeschreibung
Im Rahmen des Fördervorhabens sollen Bulk und Sheet Molding Compounds (BMC/SMC) auf Basis biobasierter bzw. nativ-basierter Rohstoffe entwickelt werden, die zunächst als Werkstoffe für Elektronikanwendung untersucht und entwickelt werden sollen. Bei der Entwicklung sollen alle Komponenten der SMC/BMC-Formulierung – heute im wesentlichen synthetische Polyesterharze, Schnittglasfasern und Füllstoffe (meistens Kreide oder Aluminiumhydroxid) durch nativ-basierte Rohstoffe ersetzt werden. Dies umfasst die Verstärkungsfasern (hier besonders bevorzugt heimische Fasern), die Füllstoffe (mineralische Verbindungen anstelle von synthetischen Feststoffen) und als besonders wesentliche Komponente das Reaktivharz (nativ-basierte Synthesebausteine und Reaktivverdünner). Ein weiterer Entwicklungsschwerpunkt ist die Anpassung der SMC-Herstellung an die Erfordernisse der Naturfasern. Im Gegensatz zu heute eingesetzten Glasfasern, die im Wesentlichen in der Anlage gebrochen werden, ist es bei Einsatz von Naturfasern erforderlich, dass die Fasern geschnitten werden müssen. Die erforderliche Anpassung der Schneidwerke ist daher essentiell für die Zielerreichung. Die Ermittlung der Verarbeitungseigenschaften und die Anpassung der der Formulierung durch den Einsatz der nativ-basierten Rohstoffe. Hierzu sind rheologische Messungen und Untersuchungen verschiedener Laboransätze nötig. Weiterhin muss eine geeignete schnittfähige Naturfaser gefunden werden und die Prozesstechnologie entsprechend darauf abgestimmt. Hier ist der Dialog mit Anlagen- und Maschinenbauern erforderlich, um die benötigte Anpassung der Schneidwerke zu bewerkstelligen. Daraufhin sind SMC-Muster und Prüfplatten herzustellen um Materialkenndaten zu Charakterisierung der Eigenschaften zu gewinnen. Grundkenndaten sind hier Dichte, Schwindung, Reaktivität, Biege-, Zug-, Schlagfestigkeit und E-Modul. Abschließend eine detaillierte Dokumentation, Auswertung und die Erstellung der nötigen Verarbeitungsanweisung.

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