Rewolucja w lekkiej konstrukcji: Politechnika w Chemnitz prowadzi badania nad zrównoważonymi zagłówkami!

Rewolucja w lekkiej konstrukcji: Politechnika w Chemnitz prowadzi badania nad zrównoważonymi zagłówkami!

21 maja 2025 r. Politechnika w Chemnitz rozpoczęła projekt badawczy KIKORECO. Ten ambitny projekt, który oficjalnie rozpoczął się w kwietniu 2025 r., ma na celu opracowanie zrównoważonych zagłówków do fotelików dziecięcych wykonanych z przetworzonych włókien węglowych. Partnerami projektu są Katedra Technologii Tekstylnych i Cetex Institut gGmbH. Projekt jest wspierany finansowo kwotą około 1,4 miliona euro z Funduszu Sprawiedliwej Transformacji Sächsische Aufbaubank.

Planowane zagłówki charakteryzują się niską wagą, zasobooszczędną produkcją i wysokim bezpieczeństwem w przypadku zderzeń. Głównymi materiałami są ukierunkowane włókniny węglowe pochodzące z recyklingu (grCV), które są przetwarzane przy użyciu innowacyjnych technologii przetwarzania, takich jak formowanie wtryskowe kompozytów z pianki cząsteczkowej (PVSG), układanie suchych włókien (DFP) i układanie włókien dostosowanych do indywidualnych potrzeb (TFP). Głównym celem projektu jest osiągnięcie oszczędności masy i emisji CO₂ na poziomie 25–30 procent w porównaniu z obecnie stosowanymi rozwiązaniami.

Strategie innowacji w konstrukcjach lekkich

W ramach projektu zakupiony zostanie dostosowany do potrzeb system układania włókien do półproduktów wielkoformatowych, który zostanie przeniesiony do fabryki Carbon LabFactory w Boxbergu. Ta nowa filia Politechniki w Chemnitz jeszcze bardziej wzmocni strategię innowacji w zakresie gospodarki o obiegu zamkniętym i lekkiego budownictwa. Dywersyfikacja gospodarcza odgrywa kluczową rolę, zwłaszcza na obszarze zmieniającym się strukturalnie, takim jak Łużyce. Cały okres realizacji projektu trwa od kwietnia 2025 r. do marca 2028 r. i obejmuje utworzenie demonstracyjnego łańcucha produkcyjnego komponentów kompozytowych pochodzących z recyklingu oraz prace badawczo-rozwojowe.

Kolejnym znaczącym postępem w wykorzystaniu materiałów pochodzących z recyklingu jest technologia przetwarzania przetworzonych włókien węglowych (rCF) opracowana przez Niemieckie Instytuty Badań Tekstyliów i Włókien w Denkendorf (DITF). Technologia ta umożliwia produkcję wysoko zorientowanych taśm, które redukują emisję CO₂ nawet o 66 proc., a jednocześnie osiągają 88 proc. wytrzymałości nowych włókien. Biorąc pod uwagę rosnącą ilość odpadów włókien węglowych, coraz pilniejsze staje się znalezienie zrównoważonego rozwiązania umożliwiającego ponowne wykorzystanie tych materiałów.

Gospodarka o obiegu zamkniętym i jej znaczenie

Rozwój tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknem węglowym (CFRP) znacznie wzrósł, ale tendencja ta niesie ze sobą również wzrost ilości odpadów. Szacuje się, że do 2030 r. w Europie około 8 000 samolotów pasażerskich zostanie wycofanych z użytku, co spowoduje powstanie dużej ilości odpadów CFRP. Obecnie jedynie 15 proc. tych odpadów jest poddawanych recyklingowi, a większość trafia do spalarni śmieci lub na składowiska.

Technologia DITF wykorzystuje nowoczesne procesy takie jak piroliza czy solwoliza w celu odzyskania włókien węglowych. W połączeniu z termoplastycznymi włóknami matrycowymi są one przetwarzane w taki sposób, aby imitowały właściwości mechaniczne nowych produktów. Może to odegrać kluczową rolę w ograniczeniu ilości odpadów i emisji w konstrukcjach lekkich oraz znacznie zwiększyć wydajność materiałów pochodzących z recyklingu.

Podsumowując, zarówno Politechnika w Chemnitz, jak i DITF wnoszą decydujący wkład w gospodarkę o obiegu zamkniętym poprzez swoje innowacyjne podejście do wykorzystania włókien węglowych pochodzących z recyklingu. Stworzenie zasobooszczędnego modelu, który promuje maksymalizację wykorzystania zasobów i minimalizację odpadów, mogłoby w dłuższej perspektywie doprowadzić do zrównoważonej transformacji w branży. Integracja takich technologii jest kluczowa dla wydłużenia cyklu życia produktów i zmniejszenia wpływu na środowisko.

Politechnika w Chemnitz, Ingenieur.de, Instytut Fraunhofera