Systembasierte Produktentwicklung mit Naturfaserverbundwerkstoffen

Masterthesis von Lukas Keller (2021)

Die Arbeit “Re/consider Biocomposites” untersucht beispielhaft an Hanf- und Flachsfaserkompositen die unterschiedlichen gestalterischen Möglichkeiten einer nachhaltigen Produktentwicklung über den Produktions- und Lebenszyklus.
In dem Prozess entstand ein Plattenwerkstoff, der aus Flachsfasern und dem Biokunststoff PLA besteht. Dieser kann durch sein geringes Gewicht sowie seiner geräusch- und wärmedämmenden Eigenschaften in Fahrzeugausbauten - wie Campingmobilen - zum Einsatz kommen.
Für die Herstellung werden Kunststoff- und Naturfasern über Druckluft in eine Form geblasen und unter Hitze verpresst. Dies ermöglicht die einseitige Rippen-Geometrie der Faserplatte, die als Versteifung und Verbindungselement dient.
Die Herstellungsbedingungen sind für die Nachhaltigkeit biobasierter Rohstoffe entscheidend. Für den Biokunststoff PLA zeigte sich beispielsweise, dass nur unter zukünftig verbesserten Anbau- und Produktionsbedingungen eine bedeutend bessere Umweltbilanz gegenüber fossilen Kunststoffen zu erzielen ist.
Durch die Verwendung von Flachsfasern aus der Leinsaatproduktion, welche nicht für textile Anwendungen genutzt werden, kann eine nachhaltige Koppelnutzung des Ölleins erreicht werden.
Der Kontext der Anwendung und die Nutzdauer sind letztlich die entscheidenden Nachhaltigkeitsindikatoren. Die Verwendung eines leichten Komposits kann sich in einer Automotive-Anwendung legitimieren, da sie langfristig Emissionen einspart oder die Batterien eines Fahrzeugs schont.