Verbundprojekt: Integration von Bio-Rohstoffen in thermoplastisches Schäumen unter Berücksichtigung von Aspekten des Leichtbaus und der Optik der Oberflächenstruktur (TRISECTION); Teilvorhaben: Veredlung und Funktionalisierung von BioKunststoffen im Innenmischprozess

Abstract

Das Teilvorhaben der TECNARO GmbH wurde erfolgreich abgeschlossen und hat die gesteckten Ziele in vollem Umfang erreicht. Die iterative Entwicklung und Validierung biobasierter, naturfaserverstärkter Schäumwerkstoffe führte zu einer robusten Materialmatrix, die sowohl prozessstabil als auch industriell einsetzbar ist. Die Kombination aus Bio‑PE, 10–20 % Naturfaseranteil und chemischem Treibmittel erwies sich als optimal für die angestrebten Leichtbauanwendungen. Die Werkzeugentwicklung – vom Prototypenwerkzeug bis hin zum serientauglichen Werkzeug – verlief erfolgreich und zeigte deutliche Verbesserungen hinsichtlich Zykluszeit, Oberflächenqualität und Reproduzierbarkeit der Schaumstruktur. Die Prozessvalidierungen bestätigten die Eignung sowohl chemischer als auch physikalischer Schäumungssysteme, wobei physikalische Treibmittel besonders feine Zellstrukturen ermöglichten. Die Dauerlauftests und CT‑Analysen belegten die hohe Robustheit des Serienwerkzeugs, und die ermittelten Emissionseinsparungen von rund 22 % gegenüber konventionellen PP‑Bauteilen unterstreichen das ökologische Potenzial der entwickelten Technologie. Die erfolgreiche Integration des finalen Werkzeugkonzepts in die TECNARO‑Produktionslinie sowie der Start einer Pilotproduktion belegen die industrielle Umsetzbarkeit der Projektergebnisse. Das Teilvorhaben hat einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung einer neuen Generation biobasierter Leichtbauwerkstoffe geleistet. Durch die systematische Kombination aus Materialentwicklung, Werkzeugoptimierung und Prozessvalidierung konnte ein vollständig funktionsfähiges, industrietaugliches Schäumverfahren für naturfaserverstärkte Thermoplaste realisiert werden. Die Ergebnisse zeigen, dass biobasierte Schäume nicht nur technisch konkurrenzfähig sind, sondern auch signifikante ökologische Vorteile bieten. Die erfolgreiche Pilotproduktion markiert den Übergang von der Forschung in die Anwendung und schafft die Grundlage für eine zukünftige Skalierung. Darüber hinaus liefert das Projekt wertvolle Erkenntnisse für die Weiterentwicklung eines Voll‑Biowerkstoffs, der als langfristiges Ziel definiert wurde. Die im Projekt aufgebauten Kompetenzen, die enge Zusammenarbeit der Partner und die positive Resonanz aus der Industrie zeigen, dass die entwickelten Technologien ein hohes Marktpotenzial besitzen und in verschiedenen Branchen – insbesondere im Automobil‑, Logistik‑ und Bausektor – Anwendung finden können. Insgesamt stellt das Teilvorhaben einen wichtigen Schritt in Richtung nachhaltiger, ressourceneffizienter Kunststoffverarbeitung dar und bildet die Basis für weitere Forschungs‑ und Entwicklungsaktivitäten im Bereich biobasierter Schäumwerkstoffe.