Celluloseverbundwerkstoffe werden aufgrund der Nachhaltigkeit des Rohstoffs und des geringen Gewichts der resultierenden Bauteile zunehmend in verschiedenen Industriezweigen eingesetzt. Faserverstärkte Kunststoffe, wie glas- und kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (G-, CFK) bieten im Vergleich zu konventionellen Werkstoffen eine höhere spezifische Festigkeit und Steifigkeit. Es ist jedoch wichtig, die ökologischen Aspekte des Lebenszyklus, wie z.B. begrenzte fossile Ressourcen, energieintensive Herstellungsprozesse und komplexe Recyclingverfahren zu berücksichtigen. Voruntersuchungen belegen, dass auf Cellulose basierende Materialien vergleichbare Festigkeiten wie konventionelle Leichtbaumaterialien erreichen und gleichzeitig ökologische Vorteile bieten. Aussichtsreich ist der Werkstoff Cottonid, ein komplett auf Cellulose basierender Faserverbundwerkstoff mit hervorragenden mechanischen und funktionellen Eigenschaften. Hergestellt wird Cottonid durch Pergamentierung von Papierschichten. Die Dicke des Materials wird durch die Anzahl der chemisch gebundenen Papierschichten bestimmt und seine mechanische Festigkeit wird nach dem anschließenden Trocknen erreicht. Cottonid ist für seine Umformbarkeit bekannt und wird z. B. für die Herstellung von Schweißschutzschilden verwendet. Weiterer Forschungsbedarf besteht jedoch um die Auswirkungen der material- und prozessspezifischen Parameter für die Anwendung in anderen Branchen zu verstehen. Im Rahmen des F&E-Projekts "PergaForm" soll die Umformbarkeit von industriell hergestellten und strukturell optimierten Cottonid-Varianten systematisch untersucht werden. Ziel ist es, eine Leichtbauplatte zu entwickeln, die umformbar und hoch belastbar ist und sich als nachhaltiger Konstruktionswerkstoff eignet. Im Mittelpunkt des Projekts stehen die Optimierung des Rohpapiers für die Cottonid-Produktion und die Variation von Parametern im Pergamentierungsprozess zur Verbesserung der Umformbarkeit. Hierdurch soll die Tiefziehfähigkeit bei minimaler Feuchtigkeit erhöht und die Rückfederung des fertigen Bauteils minimiert werden. Die Auswirkungen von Materialdicke, Feuchtigkeitsgehalt, Temperatur und Dehnraten auf die Leistungsfähigkeit werden über mechanische Prüfungen untersucht. Schlussendlich wird eine Lebensdauerprognose von geformten Cottonid-Bauteilen erstellt.

Projektlaufzeit: 2023 bis 2025