Pilatus erforscht Recycling von Kohlenstofffaser-Prepregs im Flugzeugbau

Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe, auch als Kohlenstofffaser-Verbundwerkstoffe bezeichnet, sind aus dem Flugzeugbau nicht wegzudenken. Weil sie besonders leicht und zugleich stabil sind, eignen sie sich hervorragend für die Luftfahrtindustrie.

Ihre Verwendung bei der Herstellung von Flugzeugbauteilen bringt jedoch einen unvermeidbaren Nachteil mit sich: Beim Zuschnitt von Prepreg-Material – also mit Kunstharz vorimprägniertem Kohlenstofffasergewebe – fallen grosse Mengen an Verschnitt an. Allein innerhalb der Pilatus Gruppe müssen jährlich mehr als sechs Tonnen dieses hochwertigen Materials ungenutzt entsorgt werden.

Pilatus erforscht das Recycling von Kohlenstofffaser-Prepregs

Vor diesem Hintergrund untersucht Pilatus gemeinsam mit Forschenden der Hochschule Luzern – Technik & Architektur sowie der Inspire AG, einem strategischen Partner der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH Zürich), ob sich dieser Produktionsverschnitt unmittelbar wieder in den Flugzeugbau zurückführen lässt.

Das Forschungsvorhaben ist auf 32 Monate angelegt und soll während dieser Zeit die wissenschaftlichen und praktischen Grundlagen für eine mögliche spätere Anwendung schaffen. Die Initiative für die Studie ging aus der Forschungsgemeinschaft hervor. Als Industriepartner kann Pilatus jedoch die Materialien, das Produktionsumfeld und die Erfahrung bereitstellen, um den Ansatz unter realitätsnahen Bedingungen zu erproben. Damit übernimmt das Unternehmen eine entscheidende Brückenfunktion zwischen dem Forschungslabor und einer möglichen künftigen Nutzung in der Flugzeugproduktion.

„Das Projekt entstand aus intensiven interdisziplinären Gesprächen zwischen allen Partnern“, erklärt Dr. Jan Kraner von der Hochschule Luzern – Technik & Architektur. „Dieser gemeinsame Prozess war entscheidend, um aus der Idee eine Umsetzung zu machen.“

Unterstützung für die Kreislaufwirtschaft im Flugzeugbau

Bedeutende Unterstützung erhält das Projekt von Innosuisse, der Schweizerischen Agentur für Innovationsförderung. Sie wählt Projekte aus und unterstützt sie, bei denen Wirtschaftsorganisationen mit Forschungspartnern zusammenarbeiten, um neue Verfahren oder Produkte mit direktem Nutzen für die Industrie zu entwickeln.

„Dass Innosuisse beschlossen hat, der von der Hochschule Luzern – Technik & Architektur, Inspire AG und Pilatus geleiteten Studie einen erheblichen finanziellen Beitrag zu gewähren, unterstreicht ihre ökologische, wirtschaftliche und technologische Bedeutung“, sagt Urs Thomann, Director Technologies, Processes and Sustainability bei Pilatus. „Gleichzeitig schafft die enge Zusammenarbeit mit unseren Forschungspartnern ideale Voraussetzungen, um das Potenzial hochwertiger Restmaterialien noch besser zu erschliessen und neue Lösungen rasch in die Praxis zu überführen.“

Im Zentrum des Projekts steht ein innovativer Ansatz: Zunächst werden die klebrigen Prepreg-Reste kontrolliert erhitzt. Dadurch verlieren sie ihre Hafteigenschaften und können anschliessend maschinell weiterverarbeitet werden. Danach werden sie in kleine Stücke geschnitten und mithilfe eines speziellen Pressverfahrens zu neuen Bauteilen geformt, bevor diese ausgehärtet werden.

Dieser Ansatz ist in der Luftfahrt neu, da es bislang kein etabliertes industrielles Verfahren gibt, mit dem ungenutzte Prepreg-Abfälle direkt zu neuen Komponenten verarbeitet werden.

Für Pilatus ist das Vorhaben laut Unternehmen aus mehreren Gründen von Bedeutung. „Erstens eröffnet das Recycling dieses Materials die Möglichkeit, die Abfälle aus unseren eigenen Produktionsabläufen deutlich zu verringern. Zweitens könnten bestimmte Aluminiumteile möglicherweise durch Kohlenstoffteile ersetzt werden, was Einsparungen von bis zu 36 Tonnen Aluminium pro Jahr ermöglichen würde“, erläutert Urs Thomann.

Ein geringerer Materialeinsatz senkt nicht nur die Umweltbelastung bei der Herstellung, sondern kann auch leichtere Flugzeuge ermöglichen. Jedes eingesparte Kilogramm trägt zur Verringerung des CO₂-Fussabdrucks bei.

Zugleich greift das Projekt einen klaren Markttrend auf: Aktuelle Untersuchungen zeigen, dass die Verringerung des ökologischen Fussabdrucks bei Kaufentscheidungen für Flugzeuge zunehmend an Bedeutung gewinnt. In den kommenden fünf bis zehn Jahren dürfte dies für immer mehr Kundinnen und Kunden zu einem entscheidenden Kriterium werden.

Hochwertige Reststoffe als wertvolle Ressource

Die Zusammenarbeit mit der Hochschule Luzern – Technik & Architektur und Innosuisse hat bereits das Potenzial des Recyclings hochwertiger Materialien aufgezeigt. Für Pilatus stellt das Projekt einen konkreten Schritt dar, um den Materialeinsatz zu optimieren, Abfälle zu reduzieren und Innovation aktiv mitzugestalten. Es verdeutlicht zudem, wie wichtig es generell ist, „über den Tellerrand hinauszudenken“ und Restmaterialien, die häufig negativ wahrgenommen werden, stärker als wertvolle Ressourcen zu betrachten.

Das wirkt sich nicht nur positiv auf die Umwelt aus, sondern kann diese Materialien auch zu einem wirtschaftlich relevanten, gewinnbezogenen Faktor machen. Gemeinsam mit den Forschungspartnern betont Pilatus daher, einen wichtigen Schritt auf dem Weg zu einer echten Kreislaufwirtschaft in der Flugzeugproduktion und zu einem nachhaltigeren Umgang mit wertvollen Ressourcen zu leisten. Ob das Projekt eine erfolgreiche Lösung und ein entsprechendes Ergebnis liefert, wird sich in den kommenden Jahren zeigen.

Informationen von Pilatus