Dr.-Ing. Sören Keuchel
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30.09.2023

Naturfaserverstärkte Kunststoffe (NFK), aus einer Verstärkungsfaser (Naturfasern) und Matrixfaser (thermoplastische Fasern) werden aus Vliesstoffen durch einen Thermoformingprozess hergestellt, indem die Matrixfaser aufgeschmolzen und das Material versteift wird. Das angestrebte Forschungsvorhaben zielt auf die Entwicklung von Naturfaserverstärkten Kunststoffen, im folgenden auch Composites genannt, mit erhöhter Schalldämpfung für Anwendungen z. B. im Automobilbereich als Türinnenraumverkleidung oder der Architektur für Trennwände. Die Verbunde sollen aus der Bindefaser Polylactid (PLA) und Bastfasern (Flachs, Hanf) sowie Baumwolle (CO) hergestellt werden. Der Biokunststoff PLA wird aus natürlichen Rohstoffen hergestellt und ist industriell kompostierbar. Somit kann das im Projekt entwickelte Produkt aus den Naturfasern und Polylactid ohne vorherige Trennung kompostiert werden. Durch die Zugabe von Baumwolle (u.a. Kurzfasern oder Linters) soll die akustische Wirkung (Dämpfung) verbessert werden, indem die Lufteinschlüsse (Poren) durch die Feinheit der Baumwolle in der Anzahl vergrößert und im Volumen verringert werden. Gleichzeitig sollen die mechanischen Eigenschaften wie die Festigkeit und Biegesteifigkeit erhalten bleiben. Die morphologischen Eigenschaften der Baumwolle führen zu einem verbesserten akustischen Verhalten im Vergleich zu anderen Naturfasern. In dem Vorhaben sollen Composites aus Bastfasern und Baumwolle mit der Bindefaser Polylactid hergestellt und auf ihre mechanischen und physikalischen Eigenschaften (Zugverhalten, Brennverhalten etc.) untersucht werden. Diese Kennwerte sollen durch die Zugabe von Baumwolle nicht reduziert werden. Durch die numerische Beschreibung und Validierung mithilfe von Simulationen soll ein digitaler Zwilling erstellt werden, dessen Ergebnisse zur Entwicklung eine Demonstratorbauteils dienen. Der digitale Zwilling ist die Grundlage des Simulationsvorgehens.