In Kooperation mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie hat das Fraunhofer-Institut für Holzforschung WKI einen Fahrzeugunterboden aus Naturfasern und Recycling-Kunststoffen entwickelt. Dieser habe bereits in Tests auf Komponentenebene und im Fahrversuch überzeugt und erfülle die strengen technischen Anforderungen in diesem Automobilbau-Bereich, teilte das Fraunhofer WKI am Mittwoch mit. Künftig könne die neue, vergleichsweise umweltfreundliche Materialkombination möglicherweise serienmäßig eingesetzt werden.
Bisher kommen naturfaserverstärkte Kunststoffe im Automobilbau hauptsächlich für Verkleidungen zur Anwendung, jedoch nicht für strukturelle Bauteile wie Unterböden, die starke mechanische Belastungen aushalten müssen. Dafür sind in Leichtbaukonzepten glasfaserverstärkte Kunststoffe üblich. Das Projektteam hat nun anstelle von Glasfasern Naturmaterialien wie Flachs-, Hanf- und Cellulosefasern verarbeitet und im Bereich der Polymere vollständig auf Polypropylen-Neuware verzichtet. Es wurden ausschließlich Rezyklate genutzt, heißt es in der Pressemeldung des Fraunhofer WKI. Im Vergleich zu herkömmlichen Unterböden konnten 10,5 Kilogramm Neuware durch 4,2 Kilogramm Naturfasern und 6,3 Kilogramm Post-Consumer-Rezyklat ersetzt werden.
Zu den Herausforderungen der Materialumstellung zählten etwa die geringeren mechanischen Ausgangseigenschaften der Werkstoffe sowie zeitlich eingeschränkte Verarbeitungsfenster. Des Weiteren muss der Verbundwerkstoff widerstandsfähig gegen plötzliche Kälte sein, ohne dabei an Steifheit und Festigkeit zu verlieren. Vor diesem Hintergrund entwickelte das Fraunhofer WKI eine geeignete Materialkombination für den Spritzguss und eine Lösung, um die Wasseraufnahmefähigkeit von Flachs- und Hanffasern zwecks Verwendung in einer feuchten Umgebung zu reduzieren.
Die anschließend gefertigten Unterboden-Prototypen schnitten laut Fraunhofer WKI bei intensiven Tests sehr gut ab. Im Rahmen einer Serienerprobung mit Fahrzeugen seien sogar schon Langzeiterfahrungen gesammelt worden. Weder der Einsatz von Naturfasern noch von Rezyklaten führe zu einer signifikanten Beeinträchtigung der Eigenschaften. Somit bilde das Ergebnis ein „innovatives Gesamtkonzept für Fahrzeugunterböden inklusive Recycling mit kaskadischer Wiederverwendung der Komponenten“ ab.
Gefördert wurde das Forschungsprojekt vom Bundeswirtschaftsministerium über den Projektträger TÜV Rheinland. Zu den weiteren Partnern gehörten das Thüringische Institut für Textil- und Kunststofftechnik (TITK), Röchling Automotive, BBP Kunststoffwerk Marbach Baier und Audi.
