Das Projekt „BioBattery“ – unterstützt durch das Fraunhoferinstitut in Darmstadt - zur Nutzung nachwachsender Rohstoffe, ist Ende August 2021 erfolgreich abgeschlossen worden.

Bereits Mitte des Jahres mit dem ersten Platz des Zukunftspreises des Main-Tauber-Kreises ausgezeichnet, konnten Alfred Bergold und Patrick Megerle von der ANSMANN AG am 18.11.21 in Stuttgart von Minister Peter Hauk den Innovationspreis Bioökonomie
Baden-Württemberg entgegennehmen.

Das Projekt Biobattery entstand aus dem Zusammenspiel dreier Punkte:

• der Notwendigkeit, veränderte Vorgaben von Normen umzusetzen.
• dem Ziel, individuell auf Kundenwünsche eingehen zu können.
• dem Wunsch auch unserer gesellschafts-politischen Verantwortung nachzukommen.
  
  

Daraus ergab sich in enger Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit aus Darmstadt ein Forschungsprojekt zur Entwicklung von naturfaserverstärkten Kunststoffen für den Großserien-Leichtbau am Beispiel eines Li-Ionen Batteriegehäuses.

In einem ersten Arbeitspaket wurde eine Übersicht über die möglichen Anwendungen, den zu berücksichtigenden Normen, sowie den sich daraus ergebenden erforderlichen mechanischen Eigenschaften der Kunststoffbauteile erstellt.

In einem zweiten Schritt folgte dann die Qualifizierung von geeigneten Naturfasern. Für eine intensivere Betrachtung konnten Hanf, Flachs, Ramie und Sisal identifiziert werden.

Diese Naturfasern wurden im Hinblick auf die relevanten Eigenschaften Temperaturstabilität, Verfügbarkeit von gleichbleibenden Qualitäten und Feuchtigkeitsaufnahme verglichen.

Als Faser mit der besten Temperaturstabilität wählte das Team die Flachsfaser, welche zudem auch mit gleichbleibenden Qualitäten erhältlich ist.

Das Fraunhoferinstitut konnte eine bereits vorhandene Maschine zur Schmelzimprägnierung so weiterentwickeln, dass sie schließlich Flachsfasergewebe verarbeiten konnte.

So ist das Plattenmaterial, die sogenannten Organobleche entstanden. Die größte Herausforderung war hierbei, die Parameter der Maschine so einzustellen, dass die Temperaturen und der Vorschub zu gleichmäßigen Ergebnissen führen. Aus dem Rollenmaterial wurden Platten und Einlegestreifen geschnitten, die an den entsprechenden Positionen des Akkugehäuses die benötigten Verstärkungen erreichen. Die Firma Dürr Kunststofftechnik aus Schöntal ergänzte die vorhandenen Spritzgusswerkzeuge und baute diese so um, dass die Gehäuseteile auf ihrer Maschine verarbeitet werden konnten.

In einem gemeinsamen Workshop zusammen mit dem Fraunhoferinstitut bei der Firma Dürr konnte die passende Maschineneinstellung für die Musterproduktion gefunden werden. Aus den gefertigten Gehäuseteilen hat das Team um Alfred Bergold in der Akkupackproduktion der ANSMANN AG fertige Unterrohr-Musterakkus für E-Bikes hergestellt und an Fahrräder montiert.

Die entwickelte Technik ist für alle Anwendungen von Kunststoffgehäusen nutzbar, bei der durch Hybridbauteile mit naturfaserverstärkten Platten die mechanischen Eigenschaften der Teile verbessert werden.

Ergänzend haben wir das Projekt BioBattery beim Programm: „100 Betriebe und mehr für Ressourceneffizienz“ eingereicht, bei dem neue Exzellenzbeispiele für verbesserte Ressourceneffizienz in der Produktion ausgezeichnet werden.