Forschungsziel: Steigerung des ökologischen Potenzials von schwingungsbelasteten Produkten aus Kunststoff
In der Produktentwicklung gibt es großes Potenzial zur Reduktion von Emissionen. Mit dem Forschungsprojekt »CO2-neutrale, lebensdaueroptimierte, kurzfaserverstärkte Thermoplaste für dynamische Applikationen COOPERATE« unter Leitung des Fraunhofer LBF in Darmstadt, fördert das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz BMWK Methoden, die Produktgestaltung und die Auslegung hinsichtlich Ökobilanz und Nachhaltigkeit grundlegend zu verbessern. Die Kombination von Substitution erdölbasierter Kunststoffe durch klimaneutrale, biobasierte Alternativen und die Entwicklung verbesserter Methoden zur Auslegung und Optimierung von Bauteilen, soll den CO2-Bedarf bei der Produktion von Kunststoffbauteilen in Gebrauchsgütern um bis zu 75 Prozent reduzieren.
Durch die Reduktion des Materialeinsatzes und die Verwendung biobasierter Komposite soll der CO2-Bedarf bei der Produktion von Kunststoffbauteilen in Gebrauchsgütern um bis zu 75 Prozent reduziert werden. Dabei entwickeln die Projektpartner gemeinsam materialsparende Konstruktionsmethoden und biobasierte Komposite für langlebige und hoch beanspruchbare Bauteile – Dabei dienen konkrete Anwendungsbeispiele aus dem Bereich der Fahrzeugtechnik als Maßstab.
CO2-Einsparung durch Ressourceneffizienz und Materialsubstitution
Zur Reduktion der eingesetzten Materialmenge sollen für den Einsatz in schwingungsbelasteten Gebrauchsgütern die Designprozesse verbessert werden. Hierdurch werden das Leichtbaupotential und die damit einhergehende Ressourceneffizienz gesteigert. Dabei entstehen u.a. neue Berechnungsmethoden, welche die Einflüsse der Herstellung auf das quasistatische und das dynamische Verhalten der Werkstoffe berücksichtigen. Eine Voraussetzung zur Ausschöpfung des Leichtbaupotentials ist die präzise Charakterisierung der eingesetzten Werkstoffen und die Validierung der Simulationsmethoden.
Durch den Einsatz biobasierter Werkstoffe wird eine erhebliche Einsparung der materialbezogenen Treibhausgasemissionen erreicht. Im Projekt COOPERATE erforschen die Partner gemeinsam Substitute mit signifikant geringeren Anteilen petrochemisch erzeugter Bestandteile und optimieren diese für den Einsatz in schwingungsbelasteten Gebrauchsgütern. Da biobasierte Materialien eine andere Performance als konventionelle Werkstoffe erreichen, werden in diesem Projekt die klimaneutralen Substitute weiterentwickelt und praxisrelevante Untersuchungen der Materialeigenschaften hinsichtlich strukturell wichtiger Kennwerte durchgeführt.
Die neuen Methoden und die verbesserten Materialeigenschaften ebnen den Weg für den Einsatz von neuen Kunststoffen in weiteren Technologiefelder. Das Vorhaben »COOPERATE« verfolgt insgesamt die Ziele der leichtbaubezogenen Entwicklung ressourceneffizienter Verfahren und die Substitution treibhausgasintensiver Materialien.
Projektpartner:
BOGE Elastmetall GmbH
TECNARO GmbH
Technische Universität München
Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF
Projektleitung: Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF
Fördergeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz BMWK
Laufzeit: 01.11.2021 – 30.10.2024