MC4

Projektbeschreibung

Faserverbundwerkstoffe aus Carbon- und Glasfasern sind aus Leichtbau, Windenergie, Luftfahrt, Automobilbau und maritimen Anwendungen nicht mehr wegzudenken. Am Lebensende der Bauteile stellt sich jedoch die Frage: Wohin mit den Verbundmaterialien? Klassische Entsorgungswege führen häufig zur Verbrennung oder Deponierung – wertvolle Fasern gehen verloren, und echte Kreislaufwirtschaft bleibt aus.

Im Projekt MC4 wurden Methoden zum Recycling von Carbonfaser- und Glasfaserverbundbauteilen entwickelt, die eine wirtschaftliche Rückführung der Materialien ermöglichen. Dabei werden kurz- und langfristig umsetzbare Technologien betrachtet, die den unterschiedlichen Kosten- und Materialstrukturen von Carbon- und Glasfaser Rechnung tragen. Ziel ist es, hochwertige Rezyklate bereitzustellen, die wieder in anspruchsvollen Anwendungen eingesetzt werden können.

Ein besonderer Schwerpunkt des Projektes liegt auf der Entwicklung von Bauteilen, die Recyclingmaterial nutzen und damit den an solchen Materialien erhöhen. Zu diesem Zweck wurden Beispielbauteile aus sieben verschiedenen Anwendungsbereichen von Luftfahrt über Sportgeräte bis zum Bootsbau hergestellt.

Projektziele und technische Innovation

MC4 verfolgt das Ziel, komplette Prozessketten für das Recycling von Carbon- und Glasfaserverbundwerkstoffen aufzubauen – von der Bauteilauslegung über das Recyclingverfahren bis hin zur Neunutzung der Materialien.

Die zentralen technischen Themen sind:

• Im Bereich Glasfaserverbund: Aufgrund der niedrigen Kosten von Glasfasern, wird in der gesamte Verbund verwertet, ohne die Fasern zurückzugewinnen. Dazu wurden neue Harzsysteme untersicht, mit denen am Lebensende eines Bauteil eine Umformung möglich ist, um dem Bauteil eine zweite Anwendung zu ermöglichen. Zusätzlich wurde auch die Nutzung von gemahlenen Teilen mit Größen von wenigen cm als Füller untersucht.
• Im Bereich Carbonfasern: Bei Carbonfaserverbundwerkstoffen ist es wirtschaftlich möglich Harz und Faser zu trennen. Im Projekt wurden dazu chemischer Prozesse entwickelt. Aus den zurückgewonnenen Carbonfasern wurden Textilien hergestellt, die als Alternative zu Primärmaterial eingesetzt werden. Zusätzlich wurde auch die Nutzung von Produktionsabfällen für die Herstellung neuer Bauteile betrachtet.
• Bauteildesign: Bauteile wurden von Anfang an so ausgelegt, dass sie wiederverwertete Fasern nutzen und sich am Ende des Lebenszyklus effizient recyceln lassen. Im Projekt entstanden Beispielbauteile für sieben verschiedene Sektoren.

Beitrag von PROFACTOR: Qualitätssicherung & Inline-Sensorik

Die Entwicklungen bei PROFACTOR konzentrieren sich auf die Bewertung der Qualität der wiederverwerteten Carbonfaser-Textilien im Hinblick auf den geplanten Einsatzzweck. Rezyklierte Fasern weisen eine höhere Variabilität auf als Primärmaterial – diese muss gezielt erfasst und beherrscht werden.

Dafür entwickelt PROFACTOR ein Sensorsystem zur Inline-Inspektion, mit dem das Material während der Produktion in seiner vollen Breite überwacht werden kann. So lassen sich:

• Inhomogenitäten, Faserlücken oder lokale Verdichtungen frühzeitig erkennen,
• Materialeigenschaften besser einschätzen,
• und Prozessparameter an die Qualität des recycelten Materials anpassen.

Damit liefert PROFACTOR einen entscheidenden Baustein, um rezyklierte Carbon- und Glasfasergewebe sicher und reproduzierbar in neue Bauteile zu integrieren.

Anwendung & Nutzen für Markt, Umwelt und Forschung

• Für Industrie & Markt: MC4 ermöglicht neue Geschäftsmodelle rund um Recycling von Faserverbundwerkstoffen. Unternehmen senken Materialkosten, reduzieren Abhängigkeiten von Primärfasern und verbessern ihre Nachhaltigkeitsbilanz.
• Für Umwelt & Gesellschaft: Durch Wiederverwendung von Carbon- und Glasfasern werden Ressourcen geschont, Abfall und CO₂-Emissionen reduziert und echte Kreislaufwirtschaft im Composites-Bereich unterstützt.
• Für Forschung & Entwicklung: Validierte Prozessketten, Sensorik und Designrichtlinien schaffen eine Grundlage, um recycelte Fasern in anspruchsvollen Anwendungen einzusetzen und Standards für das Composite-Recycling zu etablieren.