Wollen sich die NFK in den nächsten Jahren neue Anwendungsfelder erschließen und die erfolgreiche Nische der Automobilindustrie verlassen, müssen neue Verfahren und auch Rohstoffe entwickelt und erprobt werden.

Für die Herstellung von endlosfaserverstärkten Profilen wäre beispielsweise das Pultrusions- oder auch Strangziehverfahren eine Möglichkeit. Dabei werden Naturfaserbänder in einem kontinuierlichen Verfahrensablauf verarbeitet. Eine Serienfertigung steht jedoch noch aus.

Für Kleinserien auch großer Teile ist das Handlaminieren geeignet. Zunächst wird für die spätere Bauteilgeometrie eine Form aus Holz oder ähnlichen Materialien gefertigt, auf die das Laminat aufgebracht wird. Das Laminat besteht aus einer duroplastischen Matrix und Geweben oder Filzen. Mit diesem Verfahren wurden bereits Helme, Boote und auch Skateboards mit NFK produziert.

Besondere Chancen bietet die Modifikation der Naturfaser. Mit verfeinerten, auffibrillierten Naturfasern lassen sich stabilere Werkstoffe herstellen. Teilweise werden doppelte Kennwerte erreicht, die denen glasfaserverstärkter Teile entsprechen. Die Fibrillierung kann dabei mechanisch, physikalisch-chemisch oder auch enzymatisch erfolgen. Hier ist nicht nur Forschung notwendig, der Prozess der Verfeinerung muss außerdem noch preiswerter werden.

Mittelfristig steht die Verwendung von Biokunststoffen als NFK-Matrix ganz oben auf der Wunschliste, da hiermit besonders umweltfreundliche Werkstoffe realisiert werden können. Zurzeit stehen dem nicht nur die Kosten der Biokunststoffe, sondern auch die geringe Auswahl geeigneter Biomatrixmaterialien entgegen.

Einige NFK mit Biomatrix sind jedoch bereits erfolgreich am Markt eingeführt: Ligningebundene Hanf- und Flachsfaserwerkstoffe, die im Spritzgießen verarbeitet werden, haben mit ihren spezifischen Eigenschaften bereits ihre Nische gefunden. Mit steigenden Produktionsmengen wird der Preis sinken und die Erschließung neuer Anwendungsfelder möglich.

Preise

Die bereits am Markt etablierten naturfaserverstärkten Kunststoffe (NFK) sind schon heute preislich konkurrenzfähig – zumindest in ihren heute wichtigsten Anwendungsbereichen. Beihilfen und Subventionen spielen bei der Preisgestaltung nur eine sehr geringe Rolle.

Wie für jede andere „Grande Culture“ in der EU gibt es auch für Hanf und Flachs eine Anbaubeihilfe. Sie trägt der EU-Agrarstruktur Rechnung und ist keine spezielle Naturfaser- oder NFK-Beihilfe. Für die Produktion der Hanf- und Flachs-Kurzfasern erhält der Verarbeitungsbetrieb eine Verarbeitungsbeihilfe in Höhe von 90 EUR/t bzw. 0,09 EUR/kg. Dies ist die einzige spezifische Beihilfe in der Wertschöpfungskette vom Hanf /Flachs zum NFK. Ihre prozentuale Bedeutung wird in der Tabelle deutlich. Im fertigen NFK-Produkt liegt der prozentuale Anteil der Beihilfe unter zwei Prozent.

Die während der letzten Jahre kontinuierlich steigenden Ölpreise verbessern die Preissituation der NFK gegenüber reinen Kunststoffwerkstoffen zusätzlich.

Naturfaserverstärkte Kunststoffe (NFK) sind schon heute hochinteressante, innovative Werkstoffe für die Industrie. In der Automobilindustrie längst etabliert, werden sie in einer nachhaltigen Wirtschaft auch in anderen Branchen immer mehr an Bedeutung gewinnen. Derzeit werden naturfaserverstärkte Kunststoffe vor allem mit drei Produktionsverfahren hergestellt: Form- und Fließpressen sowie Spritzgießen. Die Grafik zeigt die erschließbaren Marktpotenziale dieser Verfahren bzw. Werkstoffe bis 2010 unter der Annahme, dass das in der Automobilindustrie etablierte und bewährte Formpressverfahren auch in anderen Branchen, wie z.B. Möbel- und Kofferproduktion, Fuß fassen kann.

Über das Naturfaserpolypropylenspritzgießen (PP-NF) könnten sich Werkstoffe für eine Vielzahl von Anwendungen in und vor allem außerhalb der Automobilindustrie etablieren. Fast alle Kunststoffprodukte, die uns umgeben, werden im Spritzgießverfahren hergestellt und könnten auch PP-NF als Werkstoff verwenden.

Ökologische Vorteile sind ein weiterer, wichtiger Pluspunkt für naturfaserverstärkte Kunststoffe. In den letzten Jahren wurden in Deutschland eine Reihe von Sach-, Energie- und Ökobilanzen erstellt. Verglichen mit bisherigen Werkstofflösungen schnitten die NFK-Werkstoffe in praktisch allen Fällen besser ab. Ein Naturfaserformpressteil lässt sich mit nur etwa halb soviel Energie herstellen wie ein ABS-Bauteil. Andere Harzsysteme, beispielsweise auf Basis nachwachsender Rohstoffe, können weitere Einsparungen bringen.

Weitaus mehr Energie lässt sich während der Laufzeit des Fahrzeugs mit NFK einsparen: Da NFK-Verkleidungen leichter sind als beispielsweise GFK, benötigt das Fahrzeug auch weniger Kraftstoff. Weitere Vorteile bieten sich bei der Entsorgung. Die thermische Nutzung (Verbrennung) des Naturfaseranteils erfolgt weitgehend CO₂-neutral. Bei thermoplastischen NFK ist im Gegensatz zu glasfaserverstärkten Kunststoffen auch eine stoffliche Wiederverwertung möglich. Aus dem Altmaterial kann neues PP-NF-Granulat mit kaum schlechteren Eigenschaften hergestellt werden. Bei einem der gängigen Entsorgungsverfahren, der Vergasung der geschredderten NFK-Teile, tragen die Naturfasern im Gegensatz zu Glasfasern oder mineralischen Füllstoffen außerdem positiv zur Stoff- und Energiebilanz bei. Unterm Strich: naturfaserverstärkte Kunststoffe entlasten die Umwelt, schonen die endlichen Ressourcen und vermeiden CO₂-Emissionen. Setzt man zusätzlich Biopolymere ein, kann die Gesamtbilanz der neuen Werkstoffe weiter verbessert werden.

Die Potenziale zur Produktion von Flachs und Hanf sind in der EU noch bei weitem nicht ausgeschöpft: Zudem werden unterschiedliche Naturfasern auf dem Weltmarkt aus verschiedenen, wirtschaftlich weitgehend voneinander unabhängigen Regionen wie Europa, Asien, Afrika und Südamerika angeboten. Engpässe können so leicht ausgeglichen werden.