BioFunktion – Entwicklung von biobasierten Leichtbauteilen mit Funktionsintegration
Projektleiter: Dr.-Ing. Thomas Reußmann
Projektnummer: 03LB2065A
Laufzeit: 01.05.2023 – 31.10.2025
Aufgabenstellung
Der Wandel zur Elektromobilität erfordert neue, energieeffiziente Heizkonzepte für den Automobilinnenraum, da die Abwärme des Verbrennungsmotors fehlt. Herkömmliche Umluftheizungen belasten die Fahrzeugbatterie stark und reduzieren die Reichweite. Als effiziente Lösung gelten lokale Flächenheizungen in Sitzen, Armauflagen oder Türverkleidungen. Diese stellen die Wärme gezielt bereit und maximieren die elektrische Reichweite. Aus diesem Bedarf leitete sich das Ziel des Vorhabens ab: Es sollten leichte, biobasierte Verkleidungsteile mit integrierter und individualisierbarer Flächenheizung entwickelt werden, welche sich in einem effizienten One-Shot-Verfahren zu funktionsfähigen Bauteilen fertigen lassen. Schwerpunkte lagen auf anpassbaren Heizgeometrien, frei positionierbaren Kontakten sowie der Sicherstellung der Bauteilanforderungen. Durch die Reduktion von Fertigungsschritten sollen Produktionsabfälle, Energieverbrauch und CO₂-Emissionen messbar gesenkt werden.
Ergebnisse
Naturfaserverstärkte Bauteile aus 100% nachwachsenden Rohstoffen lassen sich ohne große Prozessanpassungen fertigen, scheitern jedoch aktuell noch an der mangelnden Hydrolysebeständigkeit des PLA unter Klimatests. Als alternative Lösungen bieten sich Additivierungen zur Stabilisierung oder der Einsatz von biobasierten sowie recycelten PP-Fasern als nachhaltige Alternativen an. Neben der Prozessentwicklung und –optimierung wurden innovative, in den Fertigungsprozess integrierbare Kontaktierungslösungen erarbeitet. Somit konnte eine verschlankte Prozesskette entwickelt werden, die Trägerfertigung, Heizstruktur und Dekorkaschierung vereint. Ein Kniepad-Demonstrator der Firmen FormCAD und KOMOS belegt die industrielle Übertragbarkeit des Verfahrens.
Anwendung
Die Projektergebnisse sind branchenübergreifend einsetzbar und zielen über den Automobilsektor hinaus auch auf Märkte wie Nutzfahrzeuge und Caravans ab und ermöglichen eine weitere Diversifizierung der Produktpalette bei gestiegenen Anforderungen an den Innenraumkomfort. Die Ergebnisse und das gewonnene Knowhow zur Prozessoptimierung können zudem auf weitere Lösungsansätze zur Funktionalisierung von Naturfaserbasierten Trägerbauteilen übertragen werden.
