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Hemp Tape

SHORT FACTS

Neuartige stapelfaserverstärkte Flächenhalbzeuge mit unidirektionaler Faserausrichtung (UD-Tapes) auf Basis von anwendungsoptimierten Hanffasern und Biopolymeren als ressourceneffiziente Alternative für GFK-Bauteile.  

Laufzeit:

07/2022 - 08/2025

Fördermittelgeber:

Technologietransfer-Programm Leichtbau des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK). Thematischer Förderschwerpunkt: CO2-Einsparung durch Ressourceneffizienz und -substitution im Leichtbau 

Fördervolumen: 1.174.980 € 

Ziel des Vorhabens „HempTape“ ist es, auf den Erkenntnissen vorangegangener Arbeiten aufzubauen und eine ressourceneffiziente und somit CO2-emmisionsarme werkstoffliche Alternative zu großflächig verbreiteten glasfaserverstärkten Thermoplasten für Hochleistungsanwendungen zu erschließen.  

Für das Projekt Hemp Tape kann auf bereits entwickelte Fertigungstechnologien für die Herstellung von Flächenhalbzeugen mit unidirektionaler Naturfaseranordnung (Bio-UD-Tapes) im Technikumsmaßstab zurückgegriffen werden. Diese sowie die weiterverarbeitenden Prozesse werden im Projekt hinsichtlich ihrer Serientauglichkeit optimiert und auf ein Pilotlevel weiterentwickelt. 

 

Im Gegensatz zum Stand der Wissenschaft, welcher in Bezug auf den industriellen Transfer stets an untauglichen Kostenstrukturen der Verarbeitungstechnologien und Rohstoffe scheiterte, wird durch den Ansatz des geplanten Vorhabens sowohl rohstoff- als auch prozessseitig die Wirtschaftlichkeit und somit die Transferfähigkeit gezielt adressiert (Kosteneinsparpotenzial von mindestens 45 % zu vergleichbarem, derzeitig veröffentlichtem Entwicklungsstand).  

 

Zu diesem Zweck wird im Projekt auch die Konzipierung und Initiierung von ressourceneffizienten Wertschöpfungsketten zur Bereitstellung von biobasierten Rohstoffen und Halbzeugen für Hochleistungsanwendungen sowie mögliche Kreislaufkonzepte betrachtet. Die Entwicklungsergebnisse sollen anhand eines generischen Use-Cases (Bauteil, welches bereits in Serie aus GFK gefertigt wird) demonstriert werden. Dieser bildet zusätzlich die Grundlage für eine vergleichende ökologische Bilanzierung und Bewertung zur präzisen Ermittlung von CO2-Einsparungspotenzialen durch die Materialsubstitution.  

Das Projekt legt in seiner Partnerstruktur einen starken Fokus auf Interdisziplinarität und die Nutzung der daraus resultierenden Synergieeffekte. Dabei wird einerseits auf eine vertikale Vernetzung der Akteure von der Forschung über innovative kleine und mittelständische Unternehmen hin zu großen Industrieunternehmen Wert gelegt. 

Hintergrund

Neben steigenden Anforderungen der produzierenden Industrie sowie der Nutzer von Produkten an die Produktqualität nehmen auch die Fragen der Werkstoffzusammensetzung und der Kreislauffähigkeit an Relevanz zu. Biobasierte Werkstoffe rücken damit aufgrund ihrer nachhaltigen sowie technischen Eigenschaft vermehrt in den Fokus des Interesses.  

 

Zum jetzigen Zeitpunkt werden petrochemische Erzeugnisse auf Grund stets konstanter Werkstoffqualität naturbasierten Materialien mit ihren natürlichen Eigenschaftsschwankungen von der Industrie vorgezogen. Dabei sind biologische Rohstoffe, im besonderen natürlichen Fasern – wie vielfältige Forschungsaktivitäten belegen – durchaus in der Lage, ihre Hochleistungseigenschaften in technische Faserverbundhalbzeuge und Produkte zu übertragen, um so ein geringes Gewicht oder einen CO2-emmisionsarmen Lebenszyklus zu ermöglichen.  

 

Bislang ist die breite Nutzung von Naturfaserverbundwerkstoffen (NFK) für Leichtbauanwendungen auf Anwendungen mit geringen Lastansprüchen beschränkt. Grund dafür sind sowohl mangelnde Technologien zur effizienten, lastfalloptimierten Ausnutzer der Naturfasereigenschaften als auch fehlende Bereitstellungsketten für qualitativ hochwertige Rohstoffe zu industrietauglichen Preisen.   

PROJEKTPARTNER
  • Hanffaser Uckermark e.G.,  

  • BYK-Chemie GmbH,  

  • Technische Universität Chemnitz  

  • Fraunhofer IMWS,  

  • Centrotherm Systemtechnik GmbH,   

  • SachsenLeinen GmbH 

FÖRDERMITTELGEBER
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ANSPRECHPERSON

M.Sc. Lovis Kneisel
lovis.kneisel@sachsenleinen.de