Technical Product Harvesting

  Wachstumsmanipulation von Bambus Tragkonstruktionen  

Endkonturnahe Halbzeuge aus nachwachsenden Werkstoffen

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Franziska Moser

Wiss. Ang.

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Der Kallebassenkürbis (Lagenaria Siceraria) wächst in eine Sattelform aus Biokunststoff Tragkonstruktionen Wachstumsmanipulation eines Kallebassenkürbis

Im interdisziplinären Forschungsvorhaben „TEPHA – Technical Product Harvesting - Endkonturnahe Halbzeuge aus nachwachsenden Werkstoffen“ arbeiten Forscher aus dem Maschinenbau, der Architektur, der Botanik und der Ökologie an der Erforschung der Potenziale einer pflanzenbasierten Produktion von Halbzeugen. Ziel des Projektes ist eine fundierte Beurteilung über strukturelle und ökologische Potentiale von Pflanzengattungen für den Einsatz in technischen Produkten. Neben der Identifizierung geeigneter Biomasse für die Erzeugung technischer Produkte, liegt ein thematischer Fokus in der Wachstumsbeeinflussung unterschiedlicher Pflanzengattungen und deren Überführung in nutzbare Halbzeuge für Anwendungen in der Architektur und dem Maschinenbau. Durch ein endkonturnahes Wachstum der Pflanze und lastaffine Vorbelastungen während der Wachstumsphase, ergibt sich eine natürliche Topologieoptimierung, die das organische Material optimal an seine spätere Verwendung anpasst. Gleichzeitig werden industrielle Produktionsschritte reduziert, was wiederrum Fertigungsschritte, Maschinenzeiten und damit Energie spart. Schließlich ergeben sich durch die Verwendung gewachsener, natürlicher Komponenten Vorteile in Bezug auf die Rezyklierfähigkeit der Halbzeuge.

  
Ganzheitliche Verknüpfung von technischen Anforderungen und Biologischen Pflanzeneigenschaften Tragkonstruktionen Systematischer Datenbank-Ansatz

Zur gesamtheitlichen Bewertung dieses Ansatzes werden Fallstudien an schnellwachsenden Pflanzengattungen wie Bambus und Kalebasse durchgeführt, die Potenziale und Grenzen der Wachstumsmanipulation aufzeigen sollen. Nach Abschluss des Wachstumsvorgangs werden Struktur- und Zelluntersuchungen durchgeführt um Aufschluss über den Effekt der Topologieveränderung auf Materialverhalten und Zellausbildung zu erhalten. Die Fallstudien werden durch eine Ökobilanzierung ergänzt, in der endkonturnah gewachsene Produkte konventionell hergestellten Produkten gegenüber gestellt werden. Die erhobenen Daten bezüglich Wachstum, Verformungsverhalten. Materialeigenschaften und Umwelteinflüssen werden in einer Datenbank verknüpft und sollen so die Entwicklung zukünftiger Produktinnovationen auf Pflanzenbasis vereinfachen.

Das Projekt wird als „Boost Fund“ durch den Exploratory Research Space der RWTH Aachen mit Mitteln der Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder im Zukunftskonzept II gefördert.