Eigenschafts- und Kostenoptimierung von Wood Plastic Composites als Chance für neue, innovative Produkte und Märkte

Wood Plastic Composites (WPC) erleben nun auch in Europa einen Boom. Durch die vielen Rezepturvarianten ist ein breites Eigenschaftsspektrum realisierbar - und damit eine Fülle von Produkten, die aus WPC gefertigt werden können. Außerdem lassen sich die Materialien mit den beiden gängigsten Kunststoffverarbeitungsverfahren – Extrusion und Spritzguss – relativ problemlos verarbeiten. Trotz dieser großen Vorteile werden heute in Europa fast nur Deckingprofile (Terrassendielen) mittels Extrusion produziert. Eine der Ursachen für die ge-ringe Produktvielfalt sind die unverhältnismäßig hohen Rezepturkosten, die die Marktdurch-dringung mit neuen Produkten erheblich erschweren. In diesem Projekt sollen daher nicht nur die ökologischen Vorteile von WPC genutzt wer-den, sondern auch die ökonomische Produktion realisiert werden. Durch den Einsatz von nachwachsenden Rohstoffen (bis zu 80%) und Rezyklat sowie durch die Prozessoptimie-rung wird auch ein äußerst geringer „carbon footprint“ erreicht. Im Rahmen dieses Projektes werden für die Verarbeitungstechniken Extrusion und Spritz-guss die Optimierungspotenziale hinsichtlich der Gesamtkosten (Rezeptur, Eigenschaften, Verarbeitung) systematisch erarbeitet. Dazu werden in einer sehr breiten Screeningphase mögliche Polymere (speziell Rezyklate) und Fasern (Holz, Hanf, Flachs, Sisal, Kokos,…) evaluiert und hinsichtlich ihrer Performance im Verbundwerkstoff ausgetestet. Neben der Qualitätskonstanz, der Prozessfähigkeit und der erzielbaren Eigenschaften der WPC-Produkte wird auch angestrebt, die Herstellkosten bis zu 25% zu senken. Das Ergebnis ist eine einzigartige Rezeptur-Eigenschaften-Kosten-Matrix! Mit ausgewählten Rezepturen werden in einem zweiten Projektabschnitt ein- und zweistufige Verarbeitungsprozesse für Extrusion und Spritzguss hinsichtlich technischer Qualität, Ener-gieeffizienz und auch Kosten gegenübergestellt. Dieser Technologievergleich in der Extrusi-on umfasst auch noch den Vergleich von gegenläufigen zu gleichlaufenden konischen Dop-pelschneckenextrudern. Dieser Vergleich zeigt die Optimierungspotenziale für die betrachte-ten Prozesse auf. Ergebnis ist eine neutrale firmenunabhängige Technologieanalyse, die es in dieser Form noch nicht gegeben hat! Ziel des Projektes ist die Entwicklung von zwei neuen, marktfähigen Produkten (in Extru-sion und Spritzguss) und die Senkung der Herstellkosten eines bestehenden Deckingprofils um 25% – bei zumindest gleichen technischen Eigenschaften. Im Spritzguss wird ein sehr großflächiges Bauteil für die Möbelindustrie mit hoher Brand-beständigkeit entwickelt, das derzeit weder technologisch noch wirtschaftlich aus WPC ge-fertigt werden kann. In der Extrusion wird ein neues Profil für Zaun- und Geländersysteme mit optimierter Witterungsstabilität realisiert, das ohne dieses Projekt marktwirtschaftlich nicht möglich wäre. Am Projektende werden die Ergebnisse im Rahmen einer KC-Veranstaltung einem breiten Fachpublikum präsentiert, damit speziell KMU die Erkenntnisse für sich umsetzen können.