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Voraussetzungen und Mechanismen einer Freisetzung alveolengängiger faserförmiger Carbonfaser-Bruchstücke (CarboBreak)

Projektnummer: F 2476 Projektdurchführung: Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) Status: Laufendes Projekt Geplantes Ende: 30. Juni 2022

Projektbeschreibung:

Leichtbau-Offensive und E-Mobilität forcierten umfangreiche Entwicklungen im Bereich innovativer Fasermaterialien und Faserverbundwerkstoffe. Insbesondere bei Carbonfasern hat sich der globale Bedarf innerhalb dieses Jahrzehnts mehr als verdoppelt. Sogenannte carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) erfahren in verschiedensten Anwendungsgebieten und Produkten, z. B. in Windkraftanlagen, Flugzeugen und Automobilen, eine steigende Nachfrage.

In der Prozesskette von der Faser über die textile Fläche und den Verbundwerkstoffen bis zum Recycling sowie der Wiederverwertung, werden Carbonfasern hohen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt. Dabei können durch den Splitterbruch von Fasern auch lungengängige (alveolengängige) Fragmente freigesetzt werden, bei denen gemäß der Weltgesundheitsorganisation (englisch: World Health Organization, WHO) von einer asbestartigen Wirkung ausgegangen werden muss. Bisher ist ungeklärt, welche der verschiedenen Carbonfasertypen zu diesem Splitterbruch neigen und in welcher Konzentration Bruchstücke freigesetzt werden können.

Ziel des Vorhabens CarboBreak ist es deshalb, vertiefte Erkenntnisse zum Bruchverhalten der verschiedenen Carbonfasern zu erlangen sowie das Freisetzungsverhalten von lungengängigen Bruchstücken bei mechanischer Beanspruchung zu untersuchen. Das Projekt wird gefördert mit Mitteln des BMBF unter dem Förderkennzeichen 03XP0197B.

Im Fokus der Arbeiten der BAuA steht dabei die Ausarbeitung von Empfehlungen im Umgang mit Carbonfasern im Hinblick auf Arbeits- und Gesundheitsschutz. Auf der Grundlage verschiedener Materialkennwerte wie z. B. der Zug-Festigkeit oder der Bruchdehnung, soll eine Vorhersage zu einem möglichen Splitterbruchverhalten bei den Carbonfasern möglich werden. Die Ergebnisse des Projektes CarboBreak leisten nach dem "Safety by Design"-Ansatz einen grundlegenden Beitrag zur Entwicklung anwendungssicherer Materialien und Produkte.

Kontakt

Fachgruppe 4.5 "Partikelförmige Gefahrstoffe, Innovative Materialien"

Service-Telefon: 0231 9071-2071 Fax: 0231 9071-2070

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