Cider | Zirkuläres Produktdesign für Automobilkomponenten aus recycelten und nachhaltigen Verbundwerkstoffen

Nachhaltiges und zirkuläres Produktdesign für Verbundwerkstoffe

Derzeit werden im Verkehrssektor nur wenige nachhaltige und kreislauffähige Verbundwerkstoffe verwendet. Recyclingoptionen sind oft nicht auf dem erforderlichen technologischen Niveau und in der Entwurfsphase werden die Recyclingmöglichkeiten des Produkts nicht berücksichtigt. Daher zielt das Projekt »Cider« darauf ab, echte Kreislauf-Verbundwerkstoffe zu entwickeln und zu implementieren, indem zirkuläre Designansätze für verschiedene Komponenten des Transportsektors umgesetzt werden. Zusätzlich wird dies auf die Faser- und Polymerkomponente über mehrere Lebenszyklen angewendet.

»Cider« ist ein Vorzeigeprojekt, das angewandte Forschung aus verschiedenen europäischen Unternehmen und Forschungsinstituten vereint. Dieses starke Konsortium entwickelt innovative Prozesse und nachhaltige Designs für die europäische Verbundwerkstoffindustrie.

Cider | Nachhaltiges und zirkuläres Produktdesign für Verbundwerkstoffe
© Fraunhofer IGCV
Cider | Nachhaltiges und zirkuläres Produktdesign für Verbundwerkstoffe

Recycelter und nachhaltiger Verbundwerkstoff für den Verkehrssektor

Das übergeordnete Ziel von »Cider« ist die Entwicklung nachhaltiger, recycelbarer und recycelter Verbundwerkstoffe für den Verkehrssektor. Dies soll durch die Entwicklung von drei Demonstratoren über mehrere Lebenszyklen des Faser- und Polymermaterials erreicht werden. Die detaillierten Ziele sind im Folgenden aufgeführt:

Ziel 1: Entwurf und Konstruktion von 100 Prozent recycelten und recycelbaren Demonstrationsteilen als Ersatz für aktuelle Stahlvarianten. Durch das nachhaltige und zirkuläre Design eines metallfreien Wasserstofftanks und dessen Recycling kann ein Automobilteil für den zweiten Lebenszyklus mit einer Recyclingrate von 100 Prozent erreicht werden. Dies ermöglicht eine hohe Rückgewinnung aller Materialien im Sinne eines Cradle-to-Cradle-Ansatzes. »Cider« wird mit wiederverwertbarem Matrixmaterial arbeiten und rCF als Ausgangsmaterial verwenden.

Ziel 2: Entwicklung und Herstellung von neuartigen Vliesstoffen aus recycelten Kohlenstofffasern. »Cider« wird eine Produktionstechnik für rCF-Material mit höheren mechanischen Eigenschaften entwickeln, um den Weg für die breite Verwendung von recycelten Materialien durch den Einsatz eines Vliesstoffs zu ebnen.

Ziel 3: Substitution von kritischen Rohstoffen. Durch den kreislaufartigen Einsatz von Verbundwerkstoffen kann der Verbrauch kritischer Rohstoffe wie Magnesium, das als Legierungselement in Aluminium der 5000er und 6000er Legierungsreihen verwendet wird, Niob, das zur Erhöhung der Steifigkeit von Stahl dient, oder Titan, das in der Luftfahrt weit verbreitet ist, erheblich gesenkt werden.

Ziel 4: Hochwertige Qualitätssicherung des Automobilteils. Durch die neuartige Vliesstofftechnik soll die Homogenität des rCF-Vliesstoffs verbessert werden. Das Design und die Simulation von rCF-Bauteilen wird durch weitere Tests und Qualitätsaufgaben der rCF-Bauteile verbessert.

Ziel 5: Ganzheitlicher Ansatz in einem geschlossenen Wirtschaftskreislauf. Die Wasserstofftanks werden zu zwei nachhaltigen Demonstrator-Verbundteilen für ein zweites Leben recycelt. »Cider« wird sogar über die Anwendung für die zweite Lebensdauer hinausgehen und mögliche Produkte für die dritte Lebensdauer entwickeln, um eine Kreislauflösung zu schaffen und den Verbrauch an neuen Rohstoffen zu verringern. 

Projektübersicht, Arbeitspakete »Cider«
© Fraunhofer IGCV
Projektübersicht, Arbeitspakete »Cider«

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