Entwicklung CO2-optimierter Unterböden mit Naturfaserverstärkung (ECo2Floor)
Projektleiter: Dr.-Ing. Thomas Reußmann
Projektnummer: BMWK / TÜV, 19I20010D
Laufzeit: 01.08.2020 – 31.07.2023
Aufgabenstellung
Die Bauteile des Fahrzeugunterbodens beeinflussen als Technologiesystem die gesamten CO2-Emissionen eines Fahrzeugs, zum einen durch ihr Gewicht und ihren Beitrag zum cW-Wert des Gesamtfahrzeugs während der Nutzung, zum anderen durch die eingesetzten Materialien und Fertigungsverfahren während der Herstellung.
Ziel der Projektarbeiten war es, Lightweight Reinforced Thermoplastic (LWRT) Pressmaterial und auch Spritzgießcompounds mit Naturfaserverstärkung für Anwendungen im Bereich des Fahrzeugunterbodens zu entwickeln.
Ergebnisse
Den Projektpartnern AUDI, Röchling Automotive, TITK, BBP und Fraunhofer WKI ist es innerhalb des Vorhabens gelungen, die aktuell in Fahrzeugen eingesetzten Materialkonzepte für Fahrzeugunterböden durch naturfaserverstärkte Verbundwerkstoffe zu substituieren.
Mit der Entwicklung eines nachhaltigen Fahrzeugunterbodens wurde eine anspruchsvolle Bauteilgruppe mit hohen Kunststoffanteilen für den Einsatz von Naturmaterialien erschlossen. Bisher kommen Naturfaserverbundbauteile in erster Linie als Verkleidungsteile im Automobilinnenraum zum Einsatz. Bei den im Projekt betrachteten großflächigen Teilen im Fahrzeugunterboden werden jedoch hohe Anforderungen hinsichtlich Biege- und Schlagverhalten gestellt. Bei der Entwicklung des Unterbodens wurden Glasfasern als Hochleistungswerkstoff durch Naturwerkstoffe wie Flachs und Hanf ersetzt. Zudem wurde polymerseitig auf Polypropylen-Neuware verzichtet und ausschließlich Rezyklatmaterial eingesetzt.
Einen großen Anteil am Innovationsgrad hat vor allem der deutlich verbesserte CO2-Fußabdruck. Gegenüber den aktuell in Serie eingesetzten Materialien konnten die CO2-Emission während Produktion, Nutzung und Produktlebensende, um bis zu 40% zu reduziert werden.
Anwendung
Die Entwicklungen sind insbesondere für die Automobil- und Zulieferbranche von großem Interesse, da durch konkrete Vorgaben zur Erreichung der CO2-Vorgaben mit einem zunehmenden Einsatz von NFK-Bauteilen gerechnet wird. Die Ergebnisse dieses Forschungsvorhabens sind dabei wegweisend für Anwendungen im Außenbereich.
