Kohlefaserverstärkte Kunststoffe – sogenannte Carbon Fibre Composites – sind heute aus dem Flugzeugbau nicht mehr wegzudenken. Sie sind besonders leicht und gleichzeitig sehr stabil, was sie für den Einsatz in der Luftfahrt ideal macht. Bei der Herstellung von Bauteilen entsteht jedoch ein unvermeidbarer Nebeneffekt: Beim Zuschneiden des sogenannten Prepreg-Materials, also bereits mit Kunstharz vorimprägniertem Carbonfasergewebe, fallen grosse Mengen an Verschnitt an. Allein bei der Pilatus Gruppe sind es jedes Jahr mehr als sechs Tonnen dieses hochwertigen Materials, das bislang ungenutzt entsorgt wird.
Gemeinsam mit Forschenden der Hochschule Luzern und der inspire AG, einem strategischen Partner der Eidgenössischen Technischen Hochschule ETH Zürich, prüft Pilatus nun, ob sich dieser Produktionsabfall direkt in den Flugzeugbau zurückführen lässt. Das Forschungsprojekt dauert 32 Monate und legt in dieser Zeit die wissenschaftlichen und praktischen Grundlagen für eine mögliche spätere Anwendung. Die Initiative für diese Untersuchung kommt aus der Forschung, doch Pilatus stellt als industrielle Partnerin das Material, die Produktionsumgebung und das Know-how zur Verfügung, um die Idee unter realen Bedingungen zu testen. Damit wird die entscheidende Brücke zwischen Forschungslabor und möglichem späterem Einsatz im Flugzeugbau geschaffen. «Der Projektstart war das Ergebnis intensiver und interdisziplinärer Diskussionen zwischen allen Partnern », sagt Dr. Jan Kraner von der Hochschule Luzern. «Dieser gemeinsame Prozess war entscheidend, um von der Idee in die Umsetzung zu kommen.»
Gefördert durch Innosuisse
Massgeblich unterstützt wird das Projekt durch Innosuisse, die Schweizerische Agentur für Innovationsförderung. Sie unterstützt ausgewählte Vorhaben, in denen Unternehmen gemeinsam mit Forschungspartnern neue Verfahren oder Produkte entwickeln – wobei der direkte Nutzen für die Industrie im Zentrum steht. «Dass Innosuisse das Projekt der Hochschule Luzern, der inspire AG und Pilatus auswählte und mit einem namhaften Beitrag unterstützt, verdeutlicht die ökologische, ökonomische und technologische Relevanz des Forschungsvorhabens», sagt Urs Thomann, Director Technologies, Processes, Sustainability bei Pilatus. «Gleichzeitig schafft die enge Zusammenarbeit mit unseren Forschungspartnern ideale Voraussetzungen, um das Potenzial hochwertiger Restmaterialien künftig noch besser auszuschöpfen und neue Lösungen rasch in die Praxis zu überführen.»
Vom Verschnitt zum neuen Bauteil
Im Zentrum des Projekts steht ein neuartiger Ansatz: Der klebrige Prepreg-Verschnitt wird zunächst kontrolliert erwärmt, damit er seine Haftwirkung verliert und überhaupt maschinell weiterverarbeitet werden kann. Anschliessend wird er in kleine Stücke geschnitten und in einem speziellen Pressverfahren zu neuen Bauteilen zusammengefügt und ausgehärtet. Diese Vorgehensweise ist in der Luftfahrt neu, da es bislang keine etablierte industrielle Methode gibt, unverbrauchte Prepreg-Reste direkt zu neuen Bauteilen zu verarbeiten.
Für Pilatus ist dieses Vorhaben aus mehreren Gründen relevant, so Urs Thomann: «Zum einen bietet die Wiederverwendung des Materials die Möglichkeit, den Abfall aus der eigenen Produktion deutlich zu reduzieren. Zum anderen könnten bestimmte Aluminiumteile durch Carbonteile ersetzt werden, was zu einer Einsparung von bis zu 36 Tonnen Aluminium pro Jahr führen würde.» Weniger Materialeinsatz bedeutet nicht nur geringere Umweltbelastung bei der Herstellung, sondern auch potenziell leichtere Flugzeuge – und jedes eingesparte Kilogramm wirkt sich positiv auf die CO2-Bilanz aus.
Gleichzeitig entspricht das Projekt einem klaren Trend im Markt. Befragungen zeigen, dass die Reduktion des ökologischen Fussabdrucks beim Kauf eines Flugzeugs zunehmend an Bedeutung gewinnt und in den kommenden fünf bis zehn Jahren für einen wachsenden Anteil der Kundschaft ein entscheidendes Kriterium sein wird.
Die Zusammenarbeit mit der Hochschule Luzern, der inspire AG und Innosuisse zeigt bereits heute, welches Potenzial in der Wiederverwertung von hochwertigen Materialien stecken kann. Für Pilatus ist das Projekt ein konkreter Schritt, den Materialeinsatz zu optimieren, Abfälle zu reduzieren und Innovation aktiv zu gestalten. Diese Initiative ist zudem ein schönes Beispiel für das generell notwendige Umdenken: Die eher negativ konnotierten Abfallstoffe müssen mehr und mehr als Wertstoffe verstanden werden. Damit entfalten sie nicht nur eine ökologisch positive Wirkung, sondern werden zunehmend zu einem gewinnbringenden Wirtschaftsfaktor. Gemeinsam mit den Forschungspartnern entsteht so ein wichtiger Baustein auf dem Weg zu einer echten Kreislaufwirtschaft im Flugzeugbau – und zu einem nachhaltigeren Umgang mit wertvollen Ressourcen. Ob das Projekt letztlich eine Lösung liefert und erfolgreich ist, wird sich in den kommenden Jahren zeigen.
