Archiv vergangener Forschungsprojekte

3D-Druckroboter

Das Kooperationsprojekt der Hochschule Darmstadt mit der Firma Datentechnik Reitz entwickelt ein Roboterwerkzeug für das 3D-Drucken im 6-Achs-Modus. Schwerpunkte liegen in der Software, Steuerung, lastangepassten Strangablagestrategie und der Bauteilfertigung.

Im Fused Filament Fabrication (FFF) Verfahren wird ein Kunststoffdraht durch eine heiße Düse gedrückt, verflüssigt und als Schmelzestrang ausgetragen.

Konventionell werden Bauteile durch übereinandergelegte Schichten der Höhe nach gefertigt. Die gefertigten Bauteile haben entlang der Stränge, also in X- und Y-Richtung, gute mechanische Eigenschaften. Negativ sind die Eigenschaften zwischen den Schichten in Z-Richtung.

Ziel ist die bauraumpositionsunabhängige Strangablage in X-, Y- und Z-Richtung. Mechanische Eigenschaften gefertigter Bauteile sollen hierdurch verbessert werden.

Laufzeit:

10/2016 - 09/2018

Projektleitung:

Prof. Dr.-Ing. Roger Weinlein

Mitarbeiter:

René Helker, M.Eng., Jan Schuhmacher, M.Eng.

Projektpartner:

Datentechnik Reitz GmbH & Co. KG

Mittelgeber:

BMWi - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Förderprogramm:

ZIM - Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand

Förderkennzeichen:

ZF4104902WO6

Veröffentlichungen

  • Helker, R., Schumacher, J., Butzke, J., Schefczik, B., Weinlein, R.: Entwicklung eines Roboterwerkzeugs zum Fertigen von lastangepassten Teilen im 3D-Druck-Verfahren. Tagungsbeitrag. Technomer 2017, Chemnitz, 09.-10.11.2017. ISBN 978-3-939382-13-3

  • Helker, R., Schumacher, J., Butzke, J., Schefczik, B., Weinlein, R.: Entwicklung eines Roboterwerkzeugs zum Fertigen von lastangepassten Teilen im 3D-Druck-Verfahren. 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.

 

 

 

Preformtool 192+

Das Ziel des AIF ZIM Forschungsprojekt ist die Entwicklung eines neuen Werkzeugs für den Hochaktivtätenbereich. Es wurde eine Online Rheometerdüse entwickelt, die die wahre Viskosität und den Schmelzezustand nach der Plastifiziereinheit beschreibt. In die Online Rheometerdüse können bis zu vier Druck- und Temperatursensoren eingebaut werden, sodass zu jeden Zeitpunkt des Spritzgießprozesses die Viskosität bestimmt werden kann. Die Geometrie kann durch Verwendung von verschiedenen Einsätzen beliebig geändert werden. Zudem wurde ein 4-fach Versuchswerkzeug entwickelt, um die thermischen und rheologischen Bedingungen im Heißkanal  zu analysieren. Das Versuchswerkzeug enthält Druck- und Temperatursensoren, sodass der aktuelle thermische und rheologische Zustand an verschiedenen Stellen im Werkzeug ermittelt werden kann.

Laufzeit:

09/2015 - 02/2018

Projektleitung:

Prof. Dr.-Ing. Thomas Schröder

Projektpartner:

MHT Mold & Hotrunner Technology AG, Gesellschaft zur Förderung technischen Nachwuchses GFTN e.V.

Mittelgeber:

BMWi - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Förderprogramm:

ZIM - Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand

Förderkennzeichen:

ZF4004201EB5

Veröffentlichungen

  • Delp, S., Drensek, J., Schröder, T.: Neues Spritzgusswerkzeug im Hochkavitätenbereich mit geringer Materialschädigung durch Simulation von thermischen und rheologischen Randbedingungen. Tagungsbeitrag. Technomer 2017, Chemnitz, 09.-10.11.2017.ISBN 978-3-939382-13-3

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

 

 

 

Entwicklung eines spritzgießfähigen Kunststoffcompounds zur Herstellung eines selbstreinigenden Abwasserrohres

Das Forschungsprojekt stammt aus dem Fachgebiet der Umwelttechnik, im Besonderen der Klärwerkstechnik. Konventionelle Leitungssysteme benötigen bisweilen aufwendige Wartungsarbeiten, da Ablagerungen, insbesondere das schwerlösliche Salz MAP (MgNH4PO4), das Rohrleitungssystem verstopfen. Bei dem derzeitigen Vorgang die Ablagerungen zu beseitigen, kommen Chemikalien zum Einsatz, die erhebliche Belastungen für die Umwelt darstellen. Das entwickelte Leitungssystem soll dieser Problematik Abhilfe leisten. Als Basis dient ein patentiertes Rohrleitungssystem, bestehend aus einem starren Außenrohr, in welchem ein flexibles Auskleidungsprofil (Inliner) gelagert ist. Mit dem Einleiten eines Mediums zwischen Außenrohr und Auskleidungsprofil wird eine Druckdifferenz zwischen der Druckkammer und der flüssigkeitsführenden Seite des Auskleidungsprofils erzeugt. Die resultierende mechanische Verformung des elastischen Auskleidungsprofils durch den aufgeprägten Druck entfernt die Ablagerungen.

Laufzeit:

07/2015 - 06/2017

Projektleitung:

Prof. Dr. rer. nat. Thomas Burkhart

Projektpartner:

Flexxibl GmbH, Solidtech GmbH, Laserzentrum Hannover e.V., Steinbeis – Technologie, Transfer, Anwendung

Mittelgeber:

BMWi - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Förderprogramm:

ZIM - Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand

Förderkennzeichen:

KF2597614AK4

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

 

 

 

MoScratch - Entwicklung, Aufbau und Erprobung eines Demonstrators für ein neuartiges Kratzprüfgerät

Kratzprüfungen sind seit langem ein wesentlicher Bestandteil der Werkstoff-und Verfahrensentwicklung, der Qualitätskontrolle und der Schadensanalytik, da Kratzer auf der Materialoberfläche einerseits die Funktionalität des Werkstückes beeinträchtigen können und andererseits subjektiv als Produktmangel wahrgenommen werden. Es existiert eine Vielzahl an Prüfgeräten und Prüfvorschriften für die Bestimmung der Kratzfestigkeit von Oberflächen. Dennoch ist die Untersuchung von bestimmten Materialien wie Glas, Kunststoff und Leder bis heute problematisch.

Das Ziel des Projektes MoScratch (Mobile Scratch Tester) besteht in der Entwicklung, dem Aufbau und der Erprobung eines neuartigen Kratzprüfgerätes, sowie in der Untersuchung bzw. dem Nachweis der Anwendbarkeit für derzeit problematische Materialien und Produkte.

Laufzeit:

05/2015 - 08/2017

Projektleitung:

Prof. Dr.-Ing. Martin Moneke

Projektpartner:

Innowep GmbH, MSC-Ingenieurbüro, ALS GmbH, FPM Holding GmbH, FILK gGmbH, TU Darmstadt

Mittelgeber:

BMWi

Förderprogramm:

ZIM - Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand

Förderkennzeichen:

VP2597611RU4

Veröffentlichungen

  • Seeger P., Moneke M., Stengler R.: Kleinsten Kratzern auf der Spur. Kunststoffe 1 (2017), 25-28.
  • Szilágyi C., Seeger P., Moneke M., Stengler R.: In-Situ Optical Scratch Analysis and Correlation Between Tangential Force and Scratch Behavior of Thermoplastic Injection Molded Plates. Macromolecular Symposia 373 (2017) 1, 1600125. DOI: 10.1002/masy.201600125
  • Seybold F., Seeger P., Moneke M., Stengler R.: Kratzen auf periodisch strukturierten Oberflächen. Tagungsbeitrag (Poster). 29. Darmstädter Kunststoffkolloquium, Darmstadt, 23.06.2017. ISBN 978-3-927090-57-6 (CD-ROM)
  • Seybold F., Seeger P., Moneke M., Stengler R.: Kratzer auf periodisch strukturierten Oberflächen polymerer Werkstoffe. Tagungsbeitrag (Poster). Technomer 2017, 25. Fachtagung über Verarbeitung und Anwendung von Polymeren, Chemnitz, 09.-10.11.2017. ISBN 978-3-939382-13-3
  • Deptuch A., Seeger P., Moneke M., Stengler R.: Einfluss der Konditionierung von PA66 auf die Kratzfestigkeit. Tagungsbeitrag (Poster). Technomer 2017, 25. Fachtagung über Verarbeitung und Anwendung von Polymeren, Chemnitz, 09.-10.11.2017. ISBN 978-3-939382-13-3
  • Fleschutz B., Paulsen B., Seeger P., Moneke M., Stengler R.: Einfluss von Spritzgießparametern auf die Eindringtiefe beim Kratzen von thermoplastischen Polymerwerkstoffen. Tagungsbeitrag (Poster). Technomer 2017, 25. Fachtagung über Verarbeitung und Anwendung von Polymeren, Chemnitz, 09.-10.11.2017. ISBN 978-3-939382-13-3
  • Seeger P., Moneke M., Stengler R.: Untersuchung des Kratzverhaltens thermoplastischer Polymerwerkstoffe. Tagungsbeitrag (Vortrag). Technomer 2017, 25. Fachtagung über Verarbeitung und Anwendung von Polymeren, Chemnitz, 09.-10.11.2017. ISBN 978-3-939382-13-3
  • Seeger P., Ratfisch R., Moneke M., Burkhart T.: Addition of thermo-plastic polyurethane (TPU) to poly(methyl methacrylate) (PMMA) to improve its impact strength and to change its scratch behavior. Accepted Manuscript, Available online 7 December 2017. DOI: 10.1016/j.wear.2017.11.024

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

 

 

 

CohyBA - Crash optimierte hybride Biegeträger für die Automobilindustrie

Ein gesteigertes Umweltinteresse und neue gesetzliche Auflagen fördern den Wunsch nach immer effizienteren Personen- und Lastkraftwagen. Ein wesentlicher Bestandteil zur Kraftstoffeinsparung ist dabei die Gewichtsreduktion von Karosserieteilen. Um bei der Entwicklung innovativer Karosseriebauweisen kosteneffizient arbeiten zu können, ist die Substitution von aufwändigen Crashtest durch Computersimulationen notwendig. Das komplexe Werkstoffverhalten von Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) kann jedoch häufig nicht zufriedenstellend in solchen Simulationen abgebildet werden.

Ziel des Projekts CohyBA ist es alle notwendigen Materialparameter für eine Simulation des CohyBA-Trägers zu ermitteln und diese Parameter in Form eines geeigneten Materialmodells zusammenzufassen. Dabei wird auf etablierte Materialmodelle der Software LS-Dyna von LSTC zurückgegriffen.

Laufzeit:

07/2015 - 06/2017

Projektleitung:

Prof. Dr.-Ing. Martin Moneke

Projektpartner:

Adam Opel AG, LiteCon GmbH und CompoScience GmbH

Mittelgeber:

Land Hessen

Förderprogramm:

LOEWE - Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz

Förderkennzeichen:

476/15-18

Veröffentlichungen

  • Schreiber R., Klepek M., Moneke M., Fleischhauer M.: Comparing Mechanical Tests of Carbon Fiber Epoxy Resin and Carbon Fiber Polyamide Resin Composites. Macromolecular Symposia 373 (2017) 1, 1600128. DOI: 10.1002/masy.201600128

Dieses Projekt (HA-Projekt-Nr.: 476/15-18) wird im Rahmen von Hessen Modell Projekte aus Mitteln der LOEWE – Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz, Förderlinie 3: KMU-Verbundvorhaben gefördert.

 

 

 

Entwicklung einer umweltverträglichen und unbedenklichen flammgeschützten PE-Blasfolie

Im Rahmen eines ZIM-Projektes der Kunststofftechnik Paderborn, FELS Kunststofftechnik GmbH und dem IKD, wird an einer Lösung zur Herstellung einer umweltverträglichen und unbedenklichen flammgeschützten PE-Blasfolie gearbeitet. Diese soll neben der geforderten Flammschutzausrüstung vor allem vergleichbare mechanische und flammschützende Eigenschaften auf ähnlichem Preisniveau aufweisen. Hierzu werden, unter anderem, bekannte Flammschutzadditive wie Aluminiumhydroxid (ATH) mit neu zu entwickelnden Additiven kombiniert, in PE eingearbeitet und auf ihre flammhemmende Wirkung geprüft.
Die Herausforderungen des Projektes fanden sich vorrangig in der Aufbereitung von ATH und der Erzeugung ATH-hochgefüllter Blasfolien. Durch die Entwicklung einer geeigneten Schneckenkonfiguration konnte der Compoundierprozess an die ATH-Verarbeitung angepasst und homogenere Flammschutzbatchs hergestellt werden. Zudem ließen sich durch die Optimierung der Rezepturen Folien mit einem Aufblasverhältnis von 1:2,4 realisieren.

Laufzeit:

02/2015 - 12/2016

Projektleitung:

Prof. Dr.-Ing. Martin Müller-Roosen

Projektpartner:

Fels Kunststofftechnik GmbH, Kunststofftechnik Paderborn, Gesellschaft zur Förderung technischen Nachwuchses GFTN e.V.

Mittelgeber:

BMWi - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Förderprogramm:

ZIM - Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand

Förderkennzeichen:

KF2059009SL4

Veröffentlichungen

  • Dill, S., Müller-Roosen, M., Kaya, A., Reinders, F., Schöppner, V.: Entwicklung einer umweltverträglichen und unbedenklichen flammgeschützten Polyethylen-Blasfolie. Tagungsbeitrag. Technomer 2017, Chemnitz, 09.-10.11.2017.ISBN 978-3-939382-13-3
  • Dill, S., Müller-Roosen, M., Kaya, A., Reinders, F., Schöppner, V.: Entwicklung einer umweltverträglichen und unbedenklichen flammgeschützten Polyethylen-Blasfolie. Tagungsbeitrag. PolyMerTec 2016, Merseburg, 15.-17.06.2016

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

 

 

 

Entwicklung neuartiger dünner Filamente und eines höher auflösenden FLM-Verfahrens im Low-Cost-Bereich

Das Ziel des Projektes war die Entwicklung einer neuen Low-Cost-FFF-Anlage, welche Filamente mit einem Durchmesser von 0,8mm fördern und präzise verarbeiten kann. Die Verarbeitung von dünneren Filamenten als die gebräuchlichen Durchmesser von 1,75mm und 2,85mm ermöglicht es, die Auflösung des Verfahrens zu steigern und Bauteile mit feinerem Oberflächengefüge zu erzeugen. Die Meilensteine wurden erfolgreich umgesetzt und eine FFF-Anlage, sowie ein materialschonender Fördermechanismus in prototypischer Form hergestellt. Die wesentliche Errungenschaft ist die Möglichkeit zur Durchsatzsteigerung während des Bauprozesses, unter Beibehaltung der Auflösung der generativ gefertigten der Bauteile.

Laufzeit:

06/2014 - 07/2016

Projektleitung:

Prof. Dr.-Ing. Roger Weinlein

Projektpartner:

German RepRap GmbH, Pedex GmbH

Mittelgeber:

BMWi - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Förderprogramm:

ZIM - Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand

Förderkennzeichen:

KF2597610VT3

Veröffentlichungen

  • Butzke, J., Schuchmacher, J., Weinlein, R., Wagner, M.: Entwicklung eines normierbaren Prüfkörpers zur Ermittlung der Maximalfestigkeit im FLMVerfahren. Tagungsbeitrag, 14. Darmstädter Kunststofftag, Darmstadt, 24.06.2016.
  • Weinlein, R., Butzke, J., Ludanek, A., Franz, V., Birr, T., Schuhmacher, J., Khan, A.: Charakterisierung der Eigenschaften additiv gefertigter Bauteile im FLM-Verfahren. Fachartikel. www.plastiker.de, 14.07.2017.

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

 

 

 

Untersuchung viskoelastischer Fließphänomene im Coextrusionsverfahren

Ziel des AIF ZIM Forschungsprojekt ist die Auslegung von Coextrusionsblasköpfen mit einer größeren Prozessbandbreite zu realisieren. Bei der Herstellung von mehrschichtigen Blasformprodukten können Grenzschichtinstabilitäten auftreten, die aufgrund von überschrittener Prozessgrenzen und der Materialeigenschaften entstehen. Das Institut für Kunststofftechnik Darmstadt untersuchte die rheologischen und thermischen Randbedingungen, um ein größeres Prozessfenster zu generieren.

Das Forschungsprojekt wird in Kooperation mit dem Unternehmen „Kautex Maschinenbau GmbH“ durchgeführt. Für die Untersuchungen der Grenzschichtinstabilitäten wurde in Zusammenarbeit mit dem Kooperationspartner ein modulares 4-Schicht-Versuchswerkzeug konstruiert. Mit dem Werkzeug war es möglich den Ursprung für die Entstehung der Fließinstabilitäten in der Mehrschichtströmung zu lokalisieren und mithilfe von Messsensorik zu beschreiben. Parallel zu den experimentellen Untersuchungen wurde mithilfe von Simulationstechnik ein Grenzkriterium entwickelt mit dem eine Prädiktion der Fließinstabilitäten möglich ist.

Für die Entwicklung eines Kriteriums wurden die Polymere rheologisch und thermisch auf ihre Beschaffenheit untersucht. Im Vordergrund der Untersuchungen stand das Fließverhalten der unterschiedlichen Materialien im Verbund, die bei der Herstellung von Coextrusionsprodukten zum Einsatz kommen. Dazu wurden die Polymere mit verschiedenen Messmethoden in die viskosen und elastischen Anteile zerlegt und eingeordnet. Auf Basis der klassifizierten und charakterisierten Polymereigenschafften wurde das aufgestellte Kriterium in das Simulationsprogram implementiert, sodass vor es möglich ist in der Entwicklungsphase der Coextrusionsblasformköpfe die Fließproblematiken ausfindig zu machen und diesen entgegenzuwirken.

Die Kriterien, die im Rahmen des Kooperationsprojektes ermittelt wurden, wird Kautex Maschinenbau GmbH für die Optimierung und Neuentwicklung der Coextrusionsblasformköpfe nutzen.

Laufzeit:

05/2014 - 04/2016

Projektleitung:

Prof. Dr.-Ing. Thomas Schröder

Projektpartner:

Kautex Maschinenbau GmbH, Gesellschaft zur Förderung technischen Nachwuchses GFTN e.V.

Mittelgeber:

BMWi - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Förderprogramm:

ZIM - Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand

Förderkennzeichen:

KF2059007TA3

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

 

 

 

Dehnströmungen von Kunststoffschmelzen

Die Berechnung von Fließ- und Füllvorgängen viskoelastischer Medien wie z.B. Polymerschmelzen durch diverse Simulationssoftware ist mit Fehlern behaftet. Aktuell ist es nicht möglich, Dehndruckverluste an Querschnittssprüngen in Kanälen oder Kavitäten zu bestimmen bzw. vorherzusagen. Ursache hierfür sind die viskoelastischen Eigenschaften wie z.B. die Kompressibilität von Kunststoffschmelzen, die bisher nicht beschrieben werden konnten.

Sinn und Zweck der Druckverlustberechnung ist es, Dehndruckverluste in einem Heißkanal abschätzen zu können. Diese sind besonders wichtig bei der Auslegung und Konstruktion von Heißkanälen. Das Rheologie-Labor des Instituts für Kunststofftechnik Darmstadt ist im Besitz von verschiedenen Messgeräten, welche die Viskoelastischen Eigenschaften von Kunststoffschmelzen bestimmen können.

Laufzeit:

02/2013 - 01/2015

Projektleitung:

Prof. Dr.-Ing. Thomas Schröder

Projektpartner:

Günther Heißkanaltechnik GmbH, Gesellschaft zur Förderung technischen Nachwuchses GFTN e.V.

Mittelgeber:

BMWi - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Förderprogramm:

ZIM - Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand

Förderkennzeichen:

KF2597607GZ2

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

 

 

 

New Potential PHB - Entwicklung neuer PHB-Blends für innovative Einsatzfelder

Im Zuge der Verknappung fossiler Ressourcen und dem zunehmenden Umweltbewusstsein der Gesellschaft, steigt allmählich das Interesse für nachhaltige Produkte und Prozesse. Biopolymere rücken hierdurch immer weiter in den Fokus von Forschung und Entwicklung.

Ein langfristiger Ansatz wird in Polyhydroxybutyrat (PHB), einem durch bakterielle Fermentation natürlich vorkommenden Polyester, gesehen. Durch die systematische Erforschung des Grundmaterials und gezielter Compoundierung mit anderen Biopolymeren und biobasierten Füllstoffen soll das Potential des Polymers ergründet und neue Anwendungsgebiete erschlossen werden.

Ein Erfolg ist die Formulierung für biologisch abbaubare Urnen. Der Compound auf Basis von PHB, PLA und verschiedenen Füll- sowie Zuschlagsstoffen ergab eine wettbewerbsfähige Materialkombination, welche neben dem gewünschten mechanischen Anforderungsprofil zudem der geforderten Degradierbarkeit entspricht.

Laufzeit:

10/2013 - 10/2014

Projektleitung:

Prof. Dr.-Ing. Roger Weinlein

Projektpartner:

Metabolix GmbH

Mittelgeber:

BMWi - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Förderprogramm:

ZIM - Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand

Förderkennzeichen:

KF2597608GZ3

Veröffentlichungen

  • Dill, S., Schmidt, S., Taube, M., Weinlein, R.: „New Potential PHB“ Entwicklung neuer PHB-Blends für innovative Einsatzfelder. Tagungsbeitrag (Vortrag). 13. Darmstädter Kunststofftag, Darmstadt, 27.06.2014.
  • Dill, S., Schmidt, S., Taube, M., Weinlein, R.: „New Potential PHB“ Entwicklung neuer PHB-Blends für innovative Einsatzfelder. Tagungsbeitrag (Poster). 13. Darmstädter Kunststofftag, Darmstadt, 27.06.2014.
  • Dill, S., Schmidt, S., Taube, M., Weinlein, R.: Entwicklung neuer PHB-Blends für innovative Einsatzfelder. Tagungsbeitrag (Vortrag). Kunststoffe in der Pfalz, Darmstadt, 09.09.2014.

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

 

 

 

ECHT - Erforschung und Entwicklung lasersinterfähiger Thermoplaste

Das Selektive Lasersintern schafft es, komplexe Strukturen sehr genau und mit einem hohen Individualisierungsgrad generativ zu fertigen. Dabei kann aktuell allerdings nur auf wenige Materialen zurückgegriffen werden.

Die gewonnenen Erkenntnisse über die Charakteristik pulverförmiger Werkstoffe hinsichtlich des Selektiven Lasersinterns können helfen, neue Werkstoffe auszuwählen, zu entwickeln und für den generativen Fertigungsprozess verfügbar zu machen. So können neue Anwendungsbereiche erschlossen werden, in denen bisher generative Verfahren aufgrund der geringen Werkstoffauswahl und den damit verbundenen beschränkten Materialanforderungen an die Bauteile nicht eingesetzt werden konnten. Ein breiteres Materialportfolio und die damit verbundene optimierte Anlagentechnik ebnen den Weg, das Selektiven Lasersintern aus dem Bereich der Prototypenfertigung und Kleinserien hin zu einem verbreiteten Serienfertigungsverfahren zu etablieren.

Laufzeit:

01/2013 - 12/2014

Projektleitung:

Prof. Dr.-Ing. Roger Weinlein

Projektpartner:

Sintermask GmbH

Mittelgeber:

BMWi - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Förderprogramm:

ZIM - Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand

Förderkennzeichen:

KF2597605AG2

Veröffentlichungen

  • Baldassi, N., Schick, J., Gerhart, T.: Economic HT-Manufacturing: Erforschung und Entwicklung lasersinterfähiger Thermoplaste. Tagungsbeitrag. Technomer 2013, Chemnitz, 14.-15.11.2013. ISBN 978-3-939382-11-9
  • Baldassi, N.: Economic HT-Manufacturing: Erforschung und Entwicklung lasersinterfähiger Thermoplaste. Tagungsbeitrag (Vortrag). Kunststoffe in der Pfalz, Darmstadt, 09.09.2014.
  • Baldassi, N.: Untersuchung von Hochtemperaturthermoplasten hinsichtlich des Selektiven Laserstrahlsinterns mittels Powdershuttle-Technologie. Tagungsbeitrag.Fachhochschulen forschen: Der wissenschaftliche nachwuchs der hawtech im Fokus, Aachen, 07.11.2014
  • Baldassi, N., Weinlein, R., Wagner, M.: Charakterisierung von Hochtemperatur-Thermoplasten hinsichtlich des Selektiven Laserstrahlsinters und Entwicklung einer sinterbaren PPS-Type. Dissertation, Universitätsverlag, Berlin, 2016.
  • Baldassi, N., Weinlein, R., Wagner, M.: Selektives Lasersintern von PPS, Kunststoffe, 10/2017, Hanser Verlag, München

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

 

 

 

FIBRA - Schädigung von Langglasfasern bei der Verarbeitung auf einem Planetwalzenextruder

Das Forschungsprojekt FIBRA befasst sich mit der Verarbeitung von langglasfaserverstärkten thermoplastischen Materialien (LFT) für Spritzgussanwendungen auf einem Planetwalzenextruder (PWE).Für die mechanischen Eigenschaften eines Bauteils stellt, neben der Faser-Matrix-Kombination, die im Werkstoff vorliegende Faserlängenverteilung einen entscheidenden Faktor dar. Längere Verstärkungsfasern in einem Bauteil erwirken bessere mechanische Eigenschaften, wodurch Material- und Kostenersparnisse durch geringere Materialquerschnitte oder die Erweiterung des Einsatzbereiches kostengünstiger Werkstoffe erreichbar sind. Durch die Verarbeitung auf konventionellen Spritzguss-Maschinen mit Einschneckenplastifiziereinheiten werden Fasern durch Strömungseffekte und Abrasion zerbrochen, sodass ein großer Teil des ursprünglich vorhandenen mechanischen Potentials des Werkstoffes durch die Verarbeitung verloren geht. Das Ziel dieses Projektes besteht in der Erforschung eines alternativen Verfahrens, das durch eine schonende Schmelze-Aufbereitung ermöglicht, das Potential von LFT-Materialien effizienter nutzen zu können.

Laufzeit:

01/2012 - 12/2013

Projektleitung:

Prof. Dr.-Ing. Roger Weinlein

Projektpartner:

Frör Kunststofftechnik GmbH

Mittelgeber:

BMWi - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Förderprogramm:

ZIM - Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand

Förderkennzeichen:

KF2597604GZ1

Veröffentlichungen

  • Birr, T., Weinlein, R., Dill, S., Naaß, M.: Verarbeitung von LFT-Werkstoffen auf einem Planetwalzen-Extruder für Spritzgussanwendungen. Tagungsbeitrag. Technomer 2013, Chemnitz, 14.-15.11.2013. ISBN 978-3-939382-11-9
  • Birr, T.: Prozessoptimierung mittels Faserlängenanalyse. Ingenieurwissenschaften Jahresmagazin, 10/2014, Lampertheim, ISSN 1618-8357
  • Weinlein, R., Birr, T., Dill, S., Naaß, M.: Verarbeitung von LFT-Spritzgusswerkstoffen auf einem Planetwalzen-Extruder. Tagungsbeitrag. Technomer 2015, Chemnitz, 12.-13.11.2015. ISBN 978-3-939382-12-6
  • Birr, T., Weinlein, R., Wagner, M.: Verarbeitung von langglasfaserverstärkten Thermoplasten für Spritzgussanwendungen auf dem Planetwalzenextruder. Dissertation, Universitätsverlag, Berlin, 2016.

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

 

 

 

Leitfähige Masterbatche

Das Ziel des Projekts war die Entwicklung einer Verfahrenstechnik sowie von neuen Rezepturen mit verschiedenen Polymeren und Rußen zur Herstellung mit Ruß höchstgefüllter, elektrisch leitfähiger Masterbatche und Compounds. Diese sollten erstmals auf einem Planetwalzenextruder hergestellt und anschließend zu Probekörper mit dem Verfahren des Spritzgießens und des Plattenpressens weiter verarbeitet werden. Aufgrund seines Arbeitsprinzips: Ständiges Auswalzen der Polymerschmelze und damit verbunden einer schonenden Einarbeitung der scherempfindlichen Rußagglomerate sollte der Planetwalzenextruder für die Herstellung höchstgefüllter Masterbatche und Compounds prädestiniert sein. In Abhängigkeit des Füllgehaltes an Ruß, der Partikelgröße des Rußes, der Mischgüte zwischen Kunststoff und leitfähiger Substanz wird der Bereich der elektrischen Leitfähigkeit eingestellt.

Laufzeit:

04/2010 - 03/2012

Projektleitung:

Prof. Dr.-Ing. Roger Weinlein

Projektpartner:

ENTEX GmbH, Granula Polymer GmbH, Gesellschaft zur Förderung technischen Nachwuchses GFTN e.V.

Mittelgeber:

BMWi - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Förderprogramm:

ZIM - Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand

Förderkennzeichen:

KF2059005GZ0

Veröffentlichungen

  • Weinlein, R., Taufertshöfer, T.: Untersuchung der Verfahrenstechnik eines Planetwalzenextruders zur Herstellung von mit Ruß gefüllten Compounds und Masterbatches. Tagungsbeitrag. Technomer 2013, Chemnitz, 14.-15.11.2013. ISBN 978-3-939382-11-9
  • Taufertshöfer, T., Baldassi, N., Wagner, M., Weinlein, R.: Elektrisch leitfähige Rußstrukturen, Kunststoffe, 04/2015, Hanser Verlag, München
  • Taufertshöfer, T., Weinlein, R., Wagner, M.: Einfluss der Verfahrenstechnik eines Planetwalzenextruders auf die elektrische Leitfähigkeit rußgefüllter Polyolefine. Dissertation, Universitätsverlag, Berlin, 2014.

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