Projekt Infinity

Hochleistungsfähige Tapes aus recycelten Carbonfasern für den Leichtbau – CO₂-Reduktion durch hochwertige Recyclingprozesse und -materialien
Project Infinity
High-performance tapes made from recycled carbon fibers for lightweight construction – CO₂ reduction through recycling processes and materials

• Niels Ellermann
• Johannes Guth
• Jan Stienemann
• Miriam Preinfalck
• Stephan Baz
• Julian Theiss
• Dr.-Ing. Frank Manis
• Kerstin Angerer
• Dr. Stefan Fliescher
• Stefan Schierl

Das Projekt Infinity zielte darauf ab, den Einsatz von carbonfaserverstärkten Kunststoffen (CFK) im Leichtbau nachhaltiger zu gestalten. Bisher basiert die Herstellung von Primär-Carbonfasern auf fossilen Rohstoffen, was zu einem hohen CO₂-Fußabdruck führt. Durch ein effizientes und faserschonendes Recycling von Carbonfasern aus CFK und Verschnittresten, sowie einem effizienten Weiterverarbeitungsprozess für Carbonfasern zu leistungsfähigem hochorientiertem Tape aus recycelten Carbonfasern, ermöglicht Infinity die Substitution von CF-Primärmaterial durch Recyclingmaterial. Die Qualität des Tapes konnte dabei mit Hilfe eines neuartigen Prüfgerätes, welches im Projektrahmen entwickelt wurde, im Vergleich zu Neumaterial evaluiert und verbessert werden. Anhand eines thermoplastischen Strukturbauteils wurde der faserschonende Recyclingprozess dargestellt, und das CO₂-Einsparpotential der entwickelten Prozesskette in einer Ökobilanz aufgezeigt. Zudem wurden die Potentiale der Direktverarbeitung von sekundären CF untersucht und die Anwendung des physikalischen Schäumens in der Direktverarbeitung umgesetzt. Das Projekt zeigt somit den Weg auf für eine echte Substitution von Neufaser-CFK durch Recyclingmaterial, statt des Downcyclings zu teilorientierten Strukturen samt den miteinhergehenden Festigkeitsverlusten.

The Infinity project aimed to make the use of carbon fiber- reinforced plastics (CFRP) in lightweight construction more sustainable. Until now, the production of primary carbon fibers has been based on fossil raw materials, which leads to a high CO₂ footprint. Through efficient and fiber-friendly recycling of carbon fibers from CFRP and offcuts, as well as an efficient further processing for carbon fibers into high-performance, highly oriented rCF tape, Infinity enables the substitution of CF primary material with recycled material. The quality of the tape could be evaluated and improved in comparison to virgin material with the help of a new type of testing device, which was developed as part of the project. The fiber-friendly recycling process was demonstrated using a thermoplastic structural component and the CO₂ savings potential of the developed process chain was shown in a life cycle assessment. In addition, the potential of direct processing of secondary CF was investigated and the application of physical foaming in direct processing was implemented. The project thus shows the way for a real substitution of virgin fiber CFRP by recycled material instead of downcycling to partially oriented structures, including the associated loss of strength.