18.05.2026
KaNaf – Kaskadennutzung naturfaserverstärkter Kunststoffe
Naturfasern finden im Automobilbau mit einer Produktionsmenge von rund 90.000 t pro Jahr schon heute vielseitig Anwendung als naturfaserverstärkte Kunststoffe (NFK). In den letzten Jahren kommen zunehmend auch hybride Bauweisen aus gepressten NFK-Matten bzw. -vliesen und spritzgegossenen Compounds zum Einsatz. Beispiele dafür sind Türinnenverkleidungen, Armaturenbretter oder Radhausverkleidungen.
Der Energieaufwand zur Fertigung von NFKs ist signifikant geringer als zur Produktion vergleichbarer glasfaserverstärkter Bauteile, weshalb im Sinne der Nachhaltigkeit die Substitution durch NFKs Ziel zukünftiger Produktenwicklung ist. Bislang liegt noch keine End-of-Life (EOL) Strategie für NFK im Kraftfahrzeug (KFZ) vor, was zu verschwendetem Werkstoffpotenzial führt. Gleichzeitig steigt der Druck auf die Automobilindustrie, vermehrt Rezyklate einzusetzen. So verlangt die EOL-richtlinie der EU zukünftig Kunststoff-Rezyklatanteile von mindestens 20 % in Neufahrzeugen, wovon wiederum 15 % aus dem geschlossenen Kreislauf stammen müssen.
Das Ziel der geplanten Arbeiten besteht daher in der Entwicklung einer Recyclingroute, die spezifisch für NFK konzipiert ist. Durch Einsatz eines Refiners sollen die Verbundkomponenten dabei besonders faserschonend aufgeschlossen werden. Nach der Aufbereitung werden die entstehenden NFK-Stoffströme nach ihren spezifischen Eigenschaften bewertet und für den Wiedereinsatz in Hybridbauteilen aufbereitet. So soll es möglich werden, hochwertige Langfaser-Fraktionen im geschlossenen Kreislauf unmittelbar wieder zu NFK-Matten zu verarbeiten. Kürzere Fasern sollen im Sinne einer kaskadierten Wiederverwendung zu Spritzgussgranulat aufbereitet werden. Um die Entwicklung von Bauteilen aus derart recycelten Werkstoffen zu erleichtern, sollen Materialmodelle mittels Machine Learning bereitgestellt werden, welche den Anwendern eine einfache Auslegung ihrer Komponenten und eine sichere Eigenschaftsprognose ermöglichen.
Schwerpunkte des Instituts für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der TU Dresden sind die Analyse der aus der Aufbereitung resultierenden Fraktionen, sowie die mechanische Prüfung der Recycling- und Referenzmaterialien. Darüber hinaus erfolgt am ILK die Entwicklung der mikromechanischen Materialmodelle unter Verwendung von Machine Learning.
Projektpartnerschaft
Die Durchführung des Projektes erfolgt durch das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) und die Professur für Holztechnologie und holzbasierte Bioökonomie (HTB) der technischen Universität Dresden (TUD), sowie der technischen Hochschule Rosenheim, Fakultät Ingenieurswissenschaften (TH RO).
Unterstützt wird das Projekt von Industriepartnern entlang der gesamten Wertschöpfunskette. Bei den Partnern Autefa Solutions GmbH und FRIMO Innovative Technologies GmbH sind im Zuge des Projektes Technikumsversuche geplant; durch die KrausMaffei Technologies GmbH wird eine angepasste Plastifizierung zur schonenden Verarbeitung von Recyclingfraktionen bereitgestellt. Weitere Partner wirken beratend mit: GK Concept, GRAMMER AG, International Automotive Components Group, Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG. Die BMW Group unterstützt das Projekt durch Bereitstellung eines Prototypenwerkzeugs für den Demonstrator und daran erfolgenden Emissionsmessungen.
Förderung/Finanzierung
Das Forschungs- und Entwicklungsprojekt KaNaf wird im Rahmen des Förderprogramms Nachhaltige Erneuerbare Ressourcen aus Mitteln des Bundesministeriums für Landwirtschaft, Ernährung und Heimat (BMLEH) unter dem Förderkennzeichen F2224NR094A gefördert und vom Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) betreut.
Laufzeit
01.10.2025–30.09.2028