T3Hub

Das Projekt T3-Hub zielt darauf ab, treibhausgasintensive Kunststoffe im Spritzgießverfahren zu ersetzen und einzusparen. Die Ziele des Forschungsprojektes sind hierbei die:

• Anwendung der Tape-Technologie zur Herstellung von preissensitiven Kunststoffbauteilen mit verbesserter CO2-Bilanz und wettbewerbsfähigen Kosten.
• Verbesserung der CO2-Bilanz durch Einsparung von Kunststoff und/oder Wechsel zu Kunststoffen mit geringerem CO2-Äquivalent.
• Integration von Tapes mit hohen mechanischen Eigenschaften nach bionischen Prinzipien zur Kunststoffeinsparung.
• Einbeziehung von Unternehmen entlang der Wertschöpfungskette in den Technologietransferprozess.
• Entwicklung eines hybriden Leistungsbündels aus Bewertungs- und Entwicklungsmethoden sowie Prozess- und Technologie-Know-how.

Das Projekt konzentriert sich auf Massenanwendungen in verschiedenen Bereichen wie Industrie, Haushaltsgeräte, E&E, Transport, Freizeit und Sport und der gezielte Einsatz der Tape-Technologie in diesen Bauteilen. Das Konsortium besteht aus den Partnern AZL GmbH, AZL RWTH, AVK, Conbility, IKV und SIMCON und wird vom BMBK gefördert (03LB3055).

Die Tape-Technologie basiert auf der lokalen Integration von unidirektional-faserverstärkten thermoplastischen Tapes (UD-Tapes). Diese dünnen bandförmige Halbzeuge aus Glas- oder Kohlenstofffasern mit thermoplastischer Matrix bieten hohe Steifigkeit und Festigkeit bei geringem Gewicht. Sie werden zurzeit in komplexen Laminaten verwendet, die hauptsächlich in der Luft- und Raumfahrt und im Automobilbau eingesetzt werden. Trotz hoher Kosten für Carbon-Tapes (~30 €/kg) ermöglicht die additive Herstellung und Anordnung von Tapes entlang der Hauptkraftflüsse in Bauteilen eine erhebliche Materialeinsparung in der Spritzgussherstellung. Durch die gezielte Einbringung von Tapes können Wanddicken reduziert und Materialansammlungen vermieden werden. Es besteht die Möglichkeit, weniger performante, aber umweltfreundlichere Materialien zu verwenden. Dies führt zu Einsparungen beim Kunststoffverbrauch und der gesamten Bauteilmasse.

Das hohe Potenzial der Nutzung der Tape-Technologie zeigt sich in der möglichen Reduzierung der Wanddicken von Spritzgussteilen durch Tape-Verstärkung. Hier werden signifikante Kosteneinsparungen und CO2-Reduktionen erwartet. Mit Tape-Technologie zeigen Formwerkzeuge ohne Aussparungen für Rippen beispielhaft einen Preisvorteil von bis zu 30% gegenüber der Nutzung klassischer Materialkombinationen. Das Potenzial der Technologie zur lokalen Verstärkung von Kunststoffbauteilen ist wirtschaftlich attraktiv und kann zur Reduzierung des Kunststoffverbrauchs beitragen. Erste Kalkulationen versprechen eine jährliche CO2-Einsparung auf etwa 600 kt durch Materialeinsparung und -substitution und 80 kt durch Sekundäreffekte während des Transports. Im Rahmen des Forschungsprojektes wird gezielt an Bauteilen aus der Industrie das Potenzial der Tape-Technologie für eine hohe Diversität von Anwendern demonstriert.