Carbonfaser ist teuer und energieintensiv in der Herstellung. Genau deshalb lohnt es sich, sie zurückzugewinnen, statt sie zu verbrennen oder zu deponieren. Das Ergebnis heißt rCF – recycelte Carbonfaser (englisch „recycled carbon fibre“). Sie stammt aus Produktionsabfall und ausgedienten Bauteilen, behält erstaunlich viel von ihrer ursprünglichen Festigkeit – kommt aber nur noch als kurze, ungeordnete Faser zurück. Was das für die Praxis bedeutet, klären wir hier. Wie die Fasern technisch herausgelöst werden, behandelt der eigene Beitrag zu den Composite-Recycling-Verfahren.
Woher rCF kommt – und in welcher Form sie ankommt
Rohstoff für rCF sind zwei Ströme: trockener Verschnitt und Reste aus der CFK-Produktion sowie ganze Bauteile am Lebensende (End-of-Life), etwa aus Auto, Flugzeug oder Windrad. Daraus gewinnen vor allem zwei Verfahren die Faser zurück. Die Pyrolyse zersetzt das Harz thermisch (Richtwert: meist im Bereich rund 450–600 °C, häufig mit anschließendem Oxidationsschritt zum Entfernen von Restkohlenstoff; im Zweifel Datenblatt/Norm). Die Solvolyse löst es chemisch bei milderen Temperaturen heraus und schont die Faser stärker. Übrig bleibt die nackte Faser – aber nicht mehr als endloses Gewebe, sondern als loses, wirres Fasermaterial.
Auf dem Markt erscheint rCF deshalb in drei typischen Lieferformen:
- Schnittfaser (chopped): auf definierte Längen geschnitten, oft im Bereich von wenigen Millimetern bis einigen Zentimetern (Richtwert; im Zweifel Datenblatt). Sie wird in Pressmassen und Spritzguss eingearbeitet.
- Mahlgut (milled): sehr kurz gemahlene Faser (Größenordnung Bruchteile eines Millimeters, häufig rund 0,1 mm). Dient meist als verstärkender Füllstoff, etwa in Compounds, Beschichtungen oder Pasten.
- rCF-Vlies / Non-woven: zu einer flächigen Matte verarbeitete Faser. Hier liegen die Fasern flach, aber ungeordnet bis halbgeordnet – ein Kompromiss zwischen loser Faser und richtigem Gewebe.
Eigenschaften: Festigkeit bleibt, Endlos-Charakter geht verloren
Die gute Nachricht zuerst: Die einzelne Faser verliert beim Recycling wenig. Pyrolyse-rCF behält als Richtwert rund 85–95 Prozent der Zugfestigkeit der Neufaser, und der Zugmodul (die Steifigkeit der Faser) bleibt nahezu vollständig erhalten – die Steifigkeit hängt am inneren Graphitgitter, das die Recyclingtemperaturen kaum verändert (Richtwert; im Zweifel Datenblatt/Norm).
Die schlechte Nachricht: Verloren geht die Ordnung. Aus einem Endlosgewebe lässt sich nach dem Recycling kein Endlosgewebe mehr machen – die Fasern sind kurz und liegen wirr. Damit fehlen rCF-Bauteilen die vollen Struktureigenschaften, die endlose, gerichtete Fasern liefern. Kraft wird im Verbund über die Faserlänge übertragen; kurze, ungerichtete Fasern übertragen weniger und nicht gezielt in eine Richtung. Die Fasern wieder auszurichten ist technisch aufwendig. Es gelingt teilweise: Forschende der DITF erreichten mit hochorientierten Tapes aus rCF rund 88 Prozent der Zugfestigkeit und des Zugmoduls eines vergleichbaren Neufaserprodukts (Richtwert) – das ist die Spitze des Machbaren, nicht der Normalfall.
| Merkmal | Neufaser (Endlos) | rCF (Schnitt/Wirr) |
|---|---|---|
| Festigkeit der Einzelfaser | 100 % | ca. 85–95 % (Pyrolyse) |
| Steifigkeit / Modul | 100 % | nahezu erhalten |
| Faserlänge | endlos | kurz, begrenzt |
| Ausrichtung | gezielt steuerbar | schwierig, oft wirr |
| Bauteil-Charakter | voll strukturell | semistrukturell |
Wo rCF heute eingesetzt wird
Weil die Faser stark, aber kurz und ungeordnet ist, liegt der Einsatz dort, wo es auf Gewicht, Steifigkeit und Funktion ankommt – nicht auf maximale, gerichtete Tragkraft. Typisch sind faserverstärkte Pressmassen: SMC (Sheet Moulding Compound, flächige Pressmasse) und BMC (Bulk Moulding Compound, knetbare Pressmasse) sowie Spritzguss-Compounds mit eingearbeiteter Schnittfaser. Hersteller wie carboNXT bieten solche rCF-SMC, -BMC und -Compounds als Serienprodukte an, etwa für Interieurbereiche in Auto und Flugzeug sowie für die Bau- und Elektroindustrie. Solche Teile gelten als semistrukturell – sie tragen mit, sind aber keine hochbelasteten Primärstrukturen. rCF-Vliese dienen zudem als Verstärkungslagen, die per RTM oder Nasspressen mit Harz getränkt werden.
Nachhaltigkeit, Energie und Kosten
Der Umweltvorteil ist der eigentliche Treiber. rCF-Herstellung benötigt als Richtwert nur etwa 5–10 Prozent der Energie der Neufaserproduktion. Entsprechend sinkt der CO2-Fußabdruck deutlich: Neufaser liegt grob bei 25–30 kg CO2e je Kilogramm, rCF bei rund 5–10 kg CO2e je Kilogramm (Richtwerte). In Ökobilanzen sank das Treibhauspotenzial konkreter rCF-Bauteile um rund 49 Prozent (Pyrolysefasern) bis etwa 66 Prozent (aus Produktionsabfall). Auch der Preis ist attraktiv: rCF kostet als Richtwert oft rund 30–40 Prozent weniger als industrielle Neufaser. Der Haken: Bislang wird nur ein kleiner Teil der CFK-Abfälle tatsächlich recycelt (Größenordnung etwa 15 Prozent), der Rest wird verbrannt oder deponiert.