KMUi-BÖ02: GeHaBast - Entwicklung des industriellen Gewinnungsprozesses von Hochleistungs-Hanfbaststreifen für nachhaltige Leichtbauprodukte

Abstract

Faserverbundwerkstoffe zählen heute zu den wichtigsten Konstruktionswerkstoffen im Leichtbau. Unter anderem, um die Emission von Treibhausgasen zu reduzieren, wird bei deren Herstellung zunehmend versucht, fossile und andere endliche Rohstoffe durch biobasierte Materialien zu ersetzen. Während für die Erzeugung von Biopolymeren als Matrixwerkstoff schon industrietaugliche Verfahren existieren, besteht bei der Herstellung von Naturfasern noch erheblicher Forschungsbedarf. Traditionelle Verfahren zur Gewinnung solcher Rohstoffe aus Bastfaserpflanzen führen zu Beschädigungen der Faserstruktur. Die Nutzung dieser Verfahren zur Herstellung der Halbzeuge von Hochleistungs-Verbundwerkstoffen ist dadurch nicht möglich. Für den Faserrohstoff Hanfbaststreifen (HBS) ergeben sich demgegenüber aufgrund dessen, dass bei der Gewinnung keine bzw. nur eine geringe Schädigung der Fasern auftritt, und den daraus resultierenden sehr guten mechanischen Eigenschaften aussichtsreiche Nutzungsoptionen. Unter Beteiligung der Hanffaser Uckermark eG war bereits ein Funktionsmuster einer Maschine entwickelt worden, mit dem Hanfbastrinde schädigungsarm vom Hanfholzkörper isoliert werden konnte. Dessen Entwicklungsstand war jedoch noch nicht ausreichend prozessstabil und berücksichtigte wesentliche Teilschritte der Prozesskette zur Verarbeitung der Hanfstängel zum Naturfaserprodukt noch nicht. Das Vorhaben hatte daher zum Ziel, alle relevanten Teilschritte der Prozesskette der Verarbeitung von Hanfstängeln zu hochwertigen HBS-Rohstoffen zu automatisieren. Hierfür wurde eine Anlage realisiert, mit welcher die Automatisierbarkeit des gesamten Gewinnungsprozesses in Einsatzumgebung erprobt und nachgewiesen werden konnte. Parallel dazu wurden die landwirtschaftlichen Anbau- und Erntetechniken der Hanfpflanzen zur Optimierung der Rohstoffverarbeitungseigenschaften und der Erzeugnisqualitäten weiterentwickelt.