Laufende Forschungsprojekte im Fachbereich Maschinenbau und Kunststofftechnik

Entwicklung eines hochleistungsfähigen Rotationswärmetauschers aus PET

Das Forschungsprojekt Rotationswärmetauscher aus PET findet in Kooperation zwischen der Gesellschaft zur Förderung technischen Nachwuchses GFTN e. V., Darmstadt und der Firma Klingenburg GmbH statt. Ziel der Forschungsarbeit ist es, eine Speichermasse aus Polyethylenterephthalat herzustellen. Diese soll die vielfältigen Eigenschaften von Kunststoffen gezielt nutzen um eine leistungsstärkere Alternative zu Wärmetauschern aus Aluminium bieten zu können. Mit einem Wirkungsgrad von bis zu 90 % soll die Speichermasse effizienter als seine Vorgänger werden. Neben der Leistungseffizienz ist der Wärmetauscher Recycelbar und damit wiederverwertbar. Somit wird eine innovative nachhaltige Alternative geschaffen, die zukunftsorientierte Lösungen bietet.

Laufzeit:

09/2018 - 08/2020

Projektleitung:

Prof. Dr.-Ing. Thomas Schröder

Mitarbeiter:

Johann Ganzwind, M.Eng., Sophie Dolata, B.Eng., Fabian Nebel, B.Eng., Markus Hammermeister, B.Eng.

Projektpartner:

GFTN, Gesellschaft zur Förderung technischen Nachwuchses Darmstadt e.V., Klingenburg GmbH

Mittelgeber:

BMWi - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Förderprogramm:

ZIM - Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand

Förderkennzeichen:

ZF4094203CL8

Veröffentlichungen

  • Nebel, F., Dolata, S., Schröder, T.: Rotationswärmetauscher aus Polyethylenterephthalat PET als nachhaltige Alternative zu Aluminium. Tagungsbeitrag. 15. Darmstädter Kunststofftag, Darmstadt, 29.06.2018. ISBN 978-3-00-059530-1
  • Langendorf, M., El Jaouhari, I., Schröder, T.: Entwicklung einer PET-Materialrezeptur für den Einsatz als Speichermasse in Rotationswärmetauschern. Tagungsbeitrag. 15. Darmstädter Kunststofftag, Darmstadt, 29.06.2018. ISBN 978-3-00-059530-1

Dieses Projekt wird aus Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) im Rahmen des Programms "Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)" gefördert.

 

 

 

Entwicklung einer innovativen Dispergiertechnologie zur Herstellung von Nanokompositen

Im Projekt sollen die Aufgaben herkömmlicher Dispergierapparaturen, wie Rührwerkskugelmühlen oder Dissolvern voneinander getrennt werden. Diese Systeme sind bisweilen aus einer Hauptkomponente aufgebaut, die gleichzeitig verteilende und zerteilende Mischvorgänge übernehmen muss. In der neuen Anlage werden die Aufgaben in Einzelkomponenten erledigt. Das Gesamtsystem besteht dann aus speziellen Dispergier- und Homogenisiereinheiten, die für die Aufgabe speziell ausgelegt sind. Zu dispergierende Harzsuspensionen durchlaufen die Einzelkomponenten in einem Kreislauf. Hierdurch soll eine möglichst gleichmäßige Partikelgrößenverteilung gewährleistet werden.

Weiterhin soll das System so gestaltet sein, dass im Kreislauf eine Partikelgrößenanalyse vorhanden ist. Sobald die gewünschte Größe der Füllstoffe erreicht ist, kann das Harz sofort aus dem Dispergieprozess in den Produktionsprozess überführt werden, sodass zwischen den zerkleinerten Partikeln keine Reagglomeration stattfinden kann.

Laufzeit:

10/2017 - 03/2020

Projektleitung:

Prof. Dr. rer. nat. Thomas Burkhart

Mitarbeiter:

Lukas Tartler, M.Eng., Christian Freiberger, B.Eng.

Projektpartner:

Tartler GmbH

Mittelgeber:

BMWi - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Förderprogramm:

ZIM - Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand

Förderkennzeichen:

ZF4104908CM7

Dieses Projekt wird aus Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) im Rahmen des Programms "Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)" gefördert.

 

 

 

Entwicklung und Herstellung eines innovativen Kunststoff-BH-Bügels

Bei Büstenhaltern (BH) handelt es sich um Kleidungsstücke mit weltweiter Verbreitung, welche die weibliche Brust stützen und formen sollen. Neben den ausgeformten Cups erfordert dies in den meisten Fällen jeweils einen dünnen Bügel, der die Brust entlang der unteren und seitlichen Kontur umfasst. Bislang werden hierfür entweder rostfreie bzw. ummantelte Metall- oder spritzgegossene Kunststoffbügel verwendet. Beide Konzepte weisen allerdings deutliche Schwächen auf (eingeschränkte Waschbarkeit, mangelnder Tragekomfort, geringe Stützwirkung und Rückstellvermögen).

Projektziel ist es einen kunststoffbasierten Bügel zu entwickeln und herzustellen, der die bislang vorhandenen Schwächen durch die innovative Kombination eines faserverstärkten Materialkonzeptes, der lastgerechten Querschnittsgestaltung über die Bügellänge und den spannungsoptimierten Herstellungsprozess umgeht.

Laufzeit:

10/2017 - 09/2019

Projektleitung:

Prof. Dr.-Ing. Martin Müller-Roosen

Mitarbeiter:

Antje Ludanek, M. Eng.

Projektpartner:

Lüttges GmbH, Steinbeis-Innovationszentrum Systemlösungen in Mess- und Automatisierungstechnik

Mittelgeber:

BMWi - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Förderprogramm:

ZIM - Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand

Förderkennzeichen:

ZF4104909SU7

Veröffentlichungen

  • Ludanek, A., Jung, T., Möller, T., Moneke, M., Müller-Roosen, M.: Methodenentwicklung zur Fertigung und Prüfung eines innovativen Kunststoff-BH-Bügels. Tagungsbeitrag. 15. Darmstädter Kunststofftag, Darmstadt, 29.06.2018. ISBN 978-3-00-059530-1

Dieses Projekt wird aus Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) im Rahmen des Programms "Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)" gefördert.

 

 

 

CNC-Kunststoffrohrbiegen

Vor allem in der Automobilindustrie finden zur Gewichtsreduktion immer häufiger Kunststoffe Anwendung. Am Beispiel von metallischen Medienleitungen zeigt sich allerdings, dass der Ersatz durch Kunststoffrohrleitungen ein bislang sehr zeit- und energieaufwändiges sowie kostenintensives Formverfahren impliziert.

Inspiriert durch die werkzeugfreie Formung von Metallrohren mit Zykluszeiten von einigen Sekunden, ist beabsichtigt einen vergleichbaren Prozess auch für Kunststoffrohleitungen zu realisieren. Neben der immensen Zeitersparnis durch die Einsparung des Werkzeugformenbaus, würden sich zudem eine ungekannte Flexibilität und kürzeren Zykluszeiten ergeben. Mit einer solchen flexibleren Formmöglichkeiten ist die Fertigung ab einer Losgröße von einem Teil möglich und ermöglicht die kostengünstigere Umsetzung von Muster- wie auch Serienteilen.

Laufzeit:

04/2017 - 09/2019

Projektleitung:

Prof. Dr.-Ing. Martin Müller-Roosen

Mitarbeiter:

Svenja Dill, M.Eng., Johann Ganzwind, B.Eng.

Projektpartner:

Mobitec Kottmann und Berger GmbH

Mittelgeber:

BMWi - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Förderprogramm:

ZIM - Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand

Förderkennzeichen:

ZF4104905PO7

Veröffentlichungen

  • Ganzwind, J., Dill, S., Müller-Roosen, M.: Entwicklung und Konstruktion einer werkzeuglosen Kunststoff-Rohrbiegemechanik mit einem Hochfrequenzfeld. Tagungsbeitrag. Technomer 2017, Chemnitz, 09.-10.11.2017.ISBN 978-3-939382-13-3

  • Dill, S., Ganzwind, J., Müller-Roosen, M.: Entwicklung einer Methode zum CNC-Kunststoff-Rohrbiegen mittels HF-Erwärmung. Tagungsbeitrag. 29. Darmstädter Kunststoffkolloquium, Darmstadt, 23.06.2017. ISBN 978-3-927090-57-6 (CD-ROM)

  • Dill, S., Ganzwind, J., Müller-Roosen, M.:Development of a novel rapid prototyping system for the production of fuel lines. Tagungsbeitrag. PolyMerTec 2018, Merseburg, 13.-15.06.2018

  • Ganzwind, J., Dill, S., Müller-Roosen, M.: Konstruktion und Simulation einer Rohrbiegeeinheit aus Kunststoff. Tagungsbeitrag. 15. Darmstädter Kunststofftag, Darmstadt, 29.06.2018. ISBN 978-3-00-059530-1

  • Glaab, R., Ganzwind, J., Dill, S., Müller-Roosen, M.: Experimentelle Ermittlung der auftretenden Kräfte und Verformungen beim Rotationszugbiegen von Polyamid-Rohren. Tagungsbeitrag. 15. Darmstädter Kunststofftag, Darmstadt, 29.06.2018. ISBN 978-3-00-059530-1

Dieses Projekt wird aus Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) im Rahmen des Programms "Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)" gefördert.

 

 

 

BAMP-Bauen mit Papier

Papier verfügt über gute spezifische Zugfestigkeiten, ist ein natürlicher und nachwachsender Rohstoff und lässt sich einfach funktionalisieren. Um die Einsatzmöglichkeiten von dem Werkstoff Papier im Bauwesen zu eruieren, wurde der LOEWE-Schwerpunkt BAMP! – Bauen mit Papier ins Leben gerufen. Die Wissenschaftlichen Mitarbeiter, der Hochschule Darmstadt, TU-Darmstadt und Technischen Hochschule Mittelhessen sollen im Rahmen des Projektes die fehlenden wissenschaftlichen Grundlagen, Konstruktions- und Berechnungsansätze für Papier erarbeiten und die Einsatzmöglichkeiten von Papier im Bauwesen eruieren.

Der Fachbereich Maschinenbau und Kunststofftechnik der Hochschule Darmstadt ist im Teilprojekt 3 – „Optimierte Halbzeuge aus Papier“ mit der Herstellung und Optimierung von Halbzeugen aus Papier und papierbasierten Verbundwerkstoffen im BAMP! – Projekt beauftragt.

Das Ziel in diesem Teilprojekt ist die Optimierung der Halbzeuge hinsichtlich der Erfüllung von Anforderungen im Baubereich oder der Weiterverarbeitung zu komplexen Bauteilen. Diesbezüglich sollen auf der Halbzeugebene mechanische Eigenschaften im Hinblick auf Bauteilsteifigkeit und –festigkeit berücksichtigt werden. Der Fokus liegt bei der Herstellbarkeit tragfähiger stab- und plattenartiger Halbzeuge und der Realisierung von Sandwichstrukturen aus Papier mit unterschiedlichen Eigenschaften in Dickenrichtung.

Laufzeit:

01/2017 - 12/2020

Projektleitung:

Prof. Dr.-Ing. Andreas Büter

Mitarbeiter:

Paul Töws, M.Eng., Sandra Schmidt, M.Eng.

Projektpartner:

TU Darmstadt, THM Technische Hochschule Mittelhessen

Mittelgeber:

HMWK - Hessisches Ministerium für Wissenschaft und Kunst

Förderprogramm:

LOEWE - Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz

Forschungsschwerpunkt:

LOEWE-Schwerpunkt ,,BAMP - Bauen mit Papier"

Der Forschungsschwerpunkt "BAMP - Bauen mit Papier" wird im Rahmen von Hessen Modell Projekte aus Mitteln der LOEWE – Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz, Förderlinie 2: Forschungsschwerpunkte gefördert.