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Voruntersuchungen zur Herstellung von Gradientenwerkstoffen

Die in Kunststoffen eingesetzten Additive, Füll- und Verstärkungsstoffe sind nach der Verarbeitung mit konventionellen Extrusionsverfahren homogen im Bauteil verteilt. In vielen Anwendungsfällen wäre es jedoch vorteilhaft, diese Stoffe in ausreichender Menge gezielt dort vorzufinden, wo es der spätere Einsatzzweck des Bauteils erfordert. Diese optimale Anpassung des Eigenschaftsverlaufs kann durch einen Gradienten mit einer heterogenen Verteilung der Zusatzstoffe entlang einer Bauteildimension erreicht werden. Diese Werkstoffe besitzen somit über den Bauteilquerschnitt unterschiedliche, auf die Anwendung bezogene Eigenschaftskennwerte.

Aufbauend auf diesen Überlegungen wurde am SKZ die Idee entwickelt, ein innovatives Extrusionsverfahren zur Herstellung radial gradierter Bauteile zu erarbeiten. Im Rahmen dieses Projekts wurden Vorversuche zu diesem innovativen Verfahren durchgeführt, das die kontinuierliche Herstellung eines axialhomogenen Werkstoffes ermöglicht, welcher in radialer Richtung einen definierten Zusammensetzungsverlauf zweier Komponenten aufweist. Diese Voruntersuchungen wurden im Labormaßstab auf einem am SKZ befindlichen, modular aufgebauten Doppelschneckenextruder installiert und lieferten grundlegende Erkenntnisse zum Verständnis dieses innovativen Verfahrens.

Das Projekt wurde durch das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie (BStMWIVT) finanziert.

Die detaillierten Ergebnisse sind in dem hier bestellbaren Abschlussbericht enthalten.