ECEMP C2 - BioComp
Verbundprojekt im Spitzentechnologiecluster ECEMP – "European Centre for Emerging Materials and Processes Dresden": BioComp – Biologische Materialverbunde und deren Übertragung in Verbundwerkstoffe (C2)
Ziele dieses Teilprojektes ist die Analyse des Anwendungspotenzials pflanzlicher Materialverbunde für die Übertragung in bionisch optimierte funktionalisierte Mehrkomponentenwerkstoffe (BioComp), die Verarbeitung und Nutzung in technischen Anwendungen und Strukturen sowie die ganzheitliche Simulation des Fertigungsprozesses.
Gemäß der Leitidee des ECEMP sollen aufbauend auf die Analyse von Mikrostrukturen werkstoffgerechte Herstellungsprozesse entwickelt werden, um optimierte Werkstoffeigenschaften in finalen, neuartigen Bauteilen umzusetzen. Dafür werden zunächst Konstruktionsprinzipien regional verfügbarer Pflanzen bzw. von Pflanzengeweben analysiert. Für BioComp sollen sowohl strukturelle Anordnungen und Systeme und damit verbundene Funktionsweisen, als auch die Verbundprinzipien bzw. die chemische Basis der Komponenten übertragen und weiterentwickelt werden.
Weiterhin stehen die ressourcensparende und materialeffiziente Verwendung regional verfügbarer Pflanzen bzw. deren Komponenten und die Entwicklung einer Verfahrenstechnik zur zielgerichteten Ausnutzung der biologischen Strukturen bei der Herstellung von BioComp im Vordergrund. Die Modellierung der biologischen Vorbilder und der daraus abgeleiteten bionisch optimierten Materialverbunde bilden die Grundlage für die spätere Evaluierung, Auslegung und praktische Umsetzung dieses Ansatzes.
Die Akzeptanz der biogenen Rohstoffe als Werkstoff ist neben den Eigenschaften selbst wesentlich davon abhängig, wie es in den aufbereitenden und verarbeitenden Prozessen gelingt, ein der technischen Nutzung gerechtes, definiertes und reproduzierbares Eigenschaftsprofil zu erzeugen. Daher werden Möglichkeiten zur Beeinflussung in den aufbereitenden und verarbeitenden Prozessen analysiert, welche für die gezielte Einstellung vordefinierter Werk-stoffeigenschaften und für die Absicherung der reproduzierbaren Verarbeitung geeignet sind.
Als Ergebnis dieses Forschungsvorhabens wurde ein vollständig biobasiertes spritzgussfähiges Compound hergestellt, welches aus einer biogenen Matrix und natürlichen Verstärkungskomponenten besteht (siehe Abbildung). Zur Verbesserung der Material- und Verarbeitungseigenschaften wurden ebenfalls biobasierte Additive eingesetzt.
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. A. Wagenführ
Projektbearbeiter: Dipl.-Forstw. F. Jornitz, Dipl.-Ing. S. Tech, Dipl.-Des. R. Taranczewski, Dipl.-Ing. C. Siegel
Finanzierung: Freistaat Sachsen - Sächs. Exzellenzinitiative (04/09–03/12)