Verbundprojekt: Nachhaltige Verbundwerkstoffe aus recycelten Kohlenstofffasern und biobasiertem Pulverharz für maritime Anwendungen; Teilprojekt: Einsatz von Prepregs aus recycelten Kunstofffasern und biobasiertem Pulverharz im Boots- und Wassersportgerätebau

Üblicherweise werde Wassersportgeräte und Boote aus Faserkunststoffverbunden mittels Vakuuminfusion gefertigt. Dabei wird das gewünschte Bauteil in einer Negativform aus Verstärkungstextilien aufgebaut und mit einer Folie abgedeckt. Dann wird mit Hilfe einer Vakuumpumpe ein erdölbasiertes Kunstharz injiziert, welches anschließend (ggf. unter erhöhter Temperatur) aushärtet. Hierbei werden komplexe und fehleranfällige Angussstrukturen benötigt, um eine vollständige Imprägnierung sicherzustellen. Alle benötigten Hilfsmittel (Schläuche, Ventile, etc.) sind nur einmal verwendbar und teilweise Sondermüll. Das geplante Verfahren soll diese Probleme lösen: Das Textil wird bereits vor dem Einlegen in die Form mit einem bio-basierten Pulverharz imprägniert, aber noch nicht ausgehärtet. Ein sogenanntes Prepreg entsteht. Dabei sollen Textilien aus recycelten Kohlenstoffasern (rCF) genutzt werden, die eine bessere Energiebilanz und bessere mechanische Eigenschaften als gängige Materialien (z. B. Glasfasern) aufweisen. Aufgrund der speziellen Harzmodifikation ist das Prepreg auch bei Raumtemperatur lange lagerfähig. Allerdings ist das Material steifer als ein trockenes Textil, weswegen die Drapierung in die Form eine Herausforderung darstellt und eine geeignete Drapierstrategie entwickelt werden muss. Zur Verbesserung des Flächenträgheitsmoments und der Schadenstoleranz der Bauteile soll zudem ein Schaumkern aus recycelten PET-Flaschen (rPET) mit eingelegt werden. Auch hier sind das Einlegen und die Formgebung eine Herausforderung. Um das Bauteil fertig zu stellen, wird es mit Hilfe eines Vakuumaufbaus kompaktiert und das Prepreg mit Hitze ausgehärtet. Da keine Harzinjektion notwendig ist, ist der Vakuumaufbau bedeutend einfacher und es ist eine erhebliche Abfallreduktion erreichbar. Die benötigte Aushärtetemperatur ist jedoch höher als beim aktuellen Verfahren, weswegen ein neues Heizkonzept entwickelt werden muss, das auch für große Bauteile (wie Bootsrümpfe) funktioniert.