R2C2 - Pseudo-kontinuierliche Faserverstärkung aus Recycelten Rohstoffen für Ceramic Matrix Composites mit innovativen Leistungsprofilen und erhöhter Nachhaltigkeit

Im Rahmen des Projekts wird eine Reduktion des CO2-Fußabdrucks um mindestens 75 % bei der Herstellung von C/C-SiC Verbundkeramiken angestrebt. Dies soll durch den Einsatz recycelter Materialien und verbesserte Herstellungsverfahren erreicht werden. Ziel ist es, den CO2-Fußabdruck bei der Produktion von C/C-SiC Verbundkeramiken durch den Liquid Silicon Infiltration Prozess (LSI) signifikant zu senken. Mit innovativen Methoden zur Verwendung recycelter Ausgangsmaterialien und neuen Ansätzen in der textilen Halbzeugherstellung wird eine Kostenreduktion von mindestens 30 % bei Faser- und Prozesskosten angestrebt.

Ein zentraler Aspekt besteht darin, unregelmäßige Ausgangsprodukte wie mm-cm lange recycelte C-Faserabschnitte durch textile Verfahren in verarbeitbare Zwischenprodukte zu transformieren. Hierfür werden diskontinuierliche Nass- oder Trockenvliese aus recycelten Kohlenstofffasern (rCF) sowie möglichst recycelte PEEK-Materialien entwickelt. Diese Vliese werden anschließend zu quasi-kontinuierlichen anisotropen Faserverstärkungen weiterverarbeitet. Aus den Trockenvliesen entstehen Hybridgarne aus rCF und einer PEEK-Matrix, die dann genutzt werden, um CFK-Körper herzustellen, die über den LSI-Prozess in C/C-SiC umgewandelt werden.

Zusätzlich werden mechanische Eigenschaften sowie thermophysikalische Merkmale und die Korrosionsbeständigkeit der resultierenden Verbundkeramik in verschiedenen gasförmigen Medien untersucht, darunter H2+CO (Syngas).

Durch den Einsatz kostengünstiger Rezyklatmaterialien und die Senkung von Prozesskosten wird kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) der Einstieg in die Verbundkeramikbranche erleichtert. Neben keramischen Bremsscheiben im Großformat eröffnen sich auch neue Anwendungen im Chemie- und Anlagenbau. Die Ansätze zur textilen Halbzeugherstellung bieten neue Perspektiven für Bauteile aus (r)CF und erschließen zusätzliche Märkte für KMU in der Textil- und Papiertechnik, ohne dass umfassende Umstrukturierungen bestehender Produktionsbetriebe notwendig sind.

Laufzeit: 01.10.2025 - 31.03.2028

Förderkennzeichen: 01IF0081AE

Fördergeber: BMWE, IGF

Ansprechpartner: Dr. rer. nat. Nico Langhof

Projektpartner: 

Forschungsstelle 1:  Universität Bayreuth

Lehrstuhl für Keramische Werkstoffe

Universitätsstraße 30

95447 Bayreuth 

Projektleiter 1: Herr Dr. N. Langhof 

Forschungsstelle 2:  Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf

Institut für Textil- und Verfahrenstechnik

Körschtalstraße 26

73770 Denkendorf 

Projektleiter 2: Herr Prof. Dr.-Ing G. Gresser

Forschungsstelle 3:  Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V.

Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV

Am Technologiezentrum 2

86159 Augsburg 

Projektleiter 3: Herr Prof Dr.-Ing K. Drechsler