Effiziente Fertigungsverfahren mit naturfaserverstärkten Materialien

Um individuell auf Kundenwünsche einzugehen und der gesellschaftlichen und politischen Verantwortung nachzukommen, haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in Zusammenarbeit mit der Ansmann AG das Forschungsprojekt „BioBattery“ zur Entwicklung von naturfaserverstärkten Kunststoffen für den Einsatz in Li-Ionen-Batteriegehäusen durchgeführt. Die Erfolgsbilanz: „Die naturfaserverstärkten Kunststoffe konnten durch ihre geringe Dichte, gute mechanische Eigenschaften, geringe Neigung zum Splittern sowie die vergleichsweise geringen Kosten - bei gleichzeitiger Steigerung der Nachhaltigkeit - als Alternative zu einer Glas- oder Kohlefaserverstärkung überzeugen“, heißt es von LBF Fraunhofer.

Naturfasergewebe

Am Fraunhofer LBF wurden mit einem neuen Verfahren unterschiedliche Naturfasergewebe mit Kunststoffschmelze, bei gleichzeitiger Reduktion der Kontaktzeit, imprägniert und anforderungsgerecht modifiziert. Basierend auf einem angepassten Bauteil-Design des Batteriegehäuses, zur Erfüllung der zahlreichen Normen, wurden mittels eines innovativen Spritzgussverfahrens lokale Naturfaserverstärkungen in das Gehäuse eingebracht.
Um die speziellen Materialeigenschaften der eingesetzten naturfaserverstärkten Kunststoffe bei der Bauteilauslegung zu berücksichtigen, wurden die entwickelten Verbundsysteme tiefgehend charakterisiert und aus den spezifischen Materialeigenschaften angepasste validierte Simulationsmodelle entwickelt.

„Das so designte Gehäuse überzeugt, im Vergleich zum ursprünglichen Gehäuse, durch eine Gewichtsreduktion von 30 Prozent, bei gleichzeitiger Steigerung der Steifigkeit um 15 Prozent und adressiert gleichzeitig den zentralen Leitgedanken einer effizienten und umweltschonenden Ressourcennutzung unter Vermeidung von Treibhausgasen“, so das Ergebnis.

Die „K-Messe“ findet vom 19. bis 26. Oktober in Düsseldorf statt. LBF Fraunhofer präsentiert sich und das nachhaltige Batteriegehäuse für E-Bikes in Halle 7 (SC01).