Bauteile aus Carbonfasern besser wiederverwerten

Bei der stofflichen Wiederverwertung von Carbonfasern beruhen die gängigen Verfahren wie die Pyrolyse darauf, einen Großteil der chemischen Bindungen des Matrixmaterials in die gasförmige Phase zu überführen. Gerade die gute chemische Beständigkeit der ultraleichten Kohlenstofffasern, die die Kunststoffmatrix verstärken, und der hohe Energieaufwand bei der Herstellung faserverstärkter Kunststoffe machen energieeffiziente CFK-Recyclingverfahren nötig. Dies erreicht ein neues Verfahren zur Faser-Matrix-Separation, das die Universität Augsburg mit Industriepartnern im Verbundprojekt "Ganzheitliche Recycling-Prozesskette für Carbonfasergewebe & Gelege" (GaRecCa) erarbeitete.

Dabei werden die elektrisch leitfähigen Carbonfasern gezielt und selektiv durch elektrische Wirbelströme im Bauteil selbst erwärmt. In das Material wird die elektrische Energie über eine Induktionsspule zugeführt, mit Heizraten von rund 100 K/s. Die Erwärmung der Faser-Matrix-Grenzfläche im Objekt selbst führt zu kurzen Prozesszeiten mit geringem Energiebedarf. Die Gewebelagen aus dem Verbund können anschließend zu kleinteiligen, matrixfreien Faserlagen, sogenannten Patches, weiterverarbeitet werden. Bei Stücken mit Faserlängen bis 20 mm und einer geeigneten Legestrategie können gepatchte Bauteile bis zu 80 Prozent der Festigkeit und 95 Prozent der Steifigkeit eines neuwertigen Bauteils erreichen.