Material

Entwicklung maßgeschneiderter Compounds
Neben klassischen Thermoplasten wie Polyolefinen, Polyvinylchlorid, Polyestern, Polyamiden, Polycarbonaten oder Styrolcopolymeren sowie deren Blends forschen wir an der Entwicklung von Biopolymeren, Wood Polymer Composites (WPC), Hochleistungskunststoffen, Nanocomposites und thermoplastischen Elastomeren (TPE).

Prozess

Verarbeitung und Weiterbearbeitung von Kunststoffprodukten
Wir arbeiten an Themen mit starkem Bezug zur industriellen Umsetzung. Dabei können wir auf ein großes Netzwerk vertrauen, das unsere Kompetenzen ergänzt. So gelingt es uns, innovative Lösungen für Ihre Fragestellungen zu entwickeln.

Messtechnik

Fehler entdecken und Gefahren minimieren
In der Kunststoffindustrie werden unterschiedliche Prüfmethoden zur Prozessüberwachung und Bauteilprüfung eingesetzt. Sie helfen bei der Schadensanalyse, Qualitätskontrolle und Produktüberwachung. 

Kreislaufwirtschaft

Auch im Abfall stecken wertvolle Rohstoffe
Wir arbeiten an Themen mit starkem Bezug zur industriellen Umsetzung. Dabei können wir auf ein großes Netzwerk vertrauen, das unsere Kompetenzen ergänzt. So gelingt es uns, innovative Lösungen für Ihre Fragestellungen zu entwickeln.

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Analog war gestern – Industrie 4.0 ist die Zukunft
Die Digitalisierung ist ein Eckpfeiler der modernen Industrie. Sie birgt ein enormes Potenzial, um die Leistungen in der Produktion deutlich zu steigern und damit die Wettbewerbsfähigkeit in Deutschland zu stärken.

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Erweiterung der Fügetechnologie mit VIB-PEX

Die Fügetechnologie zählt zu den Schlüsseltechnologien in Deutschland. Häufig entscheidet die Qualität der Fügetechnologie als einer der letzten Produktionsschritte, ob ein Produkt für seine endgültige Anwendung verwendet werden kann oder die gesamte Wertschöpfungskette zunichtemacht. Eine Lösung könnte das Vibrationsschweißen sein.

Ein mittels Vibration geschweißtes PE-Xa-Rohr, D110, mit 85 % Vernetzungsgrad (links) und mikroskopische Betrachtung der Schweißnaht (rechts). (Foto: SKZ)

Ist vernetztes Polyethylen mittels Vibration schweißbar?

Eine große Herausforderung beim Fügen ist die zunehmende Materialienvielfallt sowie die stetig steigenden Anforderungen an die Bauteile und damit auch an die Fügeverbindung. Vernetztes Polyethylen (PE-X) ist hierbei eine besonders anspruchsvolle Materialklasse. Durch Vernetzungsgrade von bis zu 85 % ist Schweißen mittels klassischem und weitverbreitetem Heizelementschweißen nur bedingt möglich. Ein weiteres Problem: Oftmals müssen die Materialien Jahrzehnte halten – etwa in der in der Rohrbranche. Das ist jedoch mit dem Heizelementschweißen bei PE-X kaum zu erreichen.

Einen neuen Lösungsansatz bietet hier das Vibrationsschweißen. Dieses Schweißverfahren kann durch unterschiedliche Bewegungsführungen (z.B. linear, biaxial oder Rotation) für eine Vielzahl an Bauteilgeometrien und Materialien eingesetzt werden. Erste Vorversuche zeigten hier sehr vielversprechende Ergebnisse bezüglich der Schweißnahteigenschaften von vernetzten Polyethylen-Rohren.
In einem Forschungsvorhaben zur „Untersuchung des Anwendungspotenzials des Vibrationsschweißens von vernetztem Polyethylen und dessen Langzeitverhalten“ 
(VIB-PEX) wird diese Fügetechnologie wissenschaftlich untersucht. Ziel ist es, ein grundlegendes und detailliertes Verständnis der Wirkzusammenhänge zwischen dem Vernetzungsgrad, dem Vibrationsschweißprozess und den daraus resultierenden Kurz- sowie Langzeiteigenschaften von vernetztem Polyethylen zu erreichen.

SKZ und LKT mit gemeinsamem Forschungsprojekt
Das Kunststoff-Zentrum (SKZ) in Würzburg arbeitet hierzu gemeinsam mit dem Lehrstuhl für Kunststofftechnik (LKT) der Universität Erlangen-Nürnberg zusammen. Das IGF-Vorhaben (21561 N/2) der Forschungsvereinigung (Kunststoff-Zentrum (FSKZ e. V.)) wurde über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschung (AiF) im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Das Projekt wurde am 1. Januar 2021 mit einer Laufzeit von zwei Jahren gestartet.

Interessierte Firmen sind gerne eingeladen, kostenfrei weitere Informationen zum Vorhaben zu erhalten und können gerne Kontakt zu einem der beiden Forschungseinrichtungen aufnehmen.
 

Weitere Informationen zum Forschungsbereich Fügen

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Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Christopher Pommer
Fügen und Oberflächentechnik
Würzburg
+49 931 4104-880
c.pommer@skz.de

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