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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).
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.
Fehler entdecken und Gefahren minimieren
In der Kunststoffindustrie werden unterschiedliche Prüfmethoden zur Prozessüberwachung und Bauteilprüfung eingesetzt. Sie helfen bei der Schadensanalyse, Qualitätskontrolle und Produktüberwachung.
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.
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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Direktfügen Metall-Kunststoff
Entwicklung von Prozessabläufen für das schnelle thermische Direktfügen von Metall-Kunststoff-Hybrid-Verbindungen in Leichtbau-Anwendungen (TheDi)
Projektdauer
Von: 01.04.2021 Bis: 30.09.2023Beschreibung
Das Ziel des Projekts TheDi (Thermisches Direktfügen) bestand darin mit Direktfügetechnologien im Zusammenspiel mit geeigneten Vorbehandlungsmethoden hochfeste Metall-Kunststoff-Hybridverbindungen innerhalb weniger Sekunden Prozesszykluszeit herstellen zu können. Die hierfür notwendigen Vorbehandlungen sollten dabei mit serientauglichen Verfahren umgesetzt werden können. Des Weiteren sollte aufgezeigt werden, dass die hergestellten Hybridverbindungen mit geeigneten technischen Mitteln sortenrein getrennt werden können, um eine Wiederverwertung oder Recycling zu ermöglichen.
Hierfür wurden die Metalloberflächen vor dem Fügeprozess topologisch vorbehandelt. Die Laserstrukturierung hat sich hierbei als effektivsten Methoden erwiesen, um hochfeste mechanische Eigenschaften der Verbindung sicherzustellen. Eine Strukturierungsstrategie zur Generierung von Hinterschneidungen wies dabei einen deutlich positiven Einfluss auf die Verbindungsfestigkeit auf. Erwartetermaßen zeigten Verbindungen mit PA66 höhere Verbundfestigkeiten als mit PP. Dies kann auf die höhere Grundwerkstofffestigkeit des PA66 zurückgeführt werden. Die Glasfaserverstärkung des Kunststoffs wurde ebenso untersuch. Der Fügeprozess wurde hauptsächlich mittels Induktionserwärmung vorgenommen, dabei konnten Fügezeiten in weniger als 15 Sekunden erzielt werden.
Die Bewertung der der Fügeverbindung erfolgte unter anderem durch zerstörende Prüfungen. Hierbei wurde neben der initialen Prüfung auch beschleunigte Alterungsversuche mittels Klimawechseltest und Salzsprühnebeltest durchgeführt. Es konnte kein signifikanter Einfluss der Alterung auf die Kurzzeit-Festigkeit der Fügeverbindung festgestellt werden. Dies weist deutlich auf das hohe Anwendungspotenzial für mediendichte Fügeverbindungen hin. Durch einen Demonstrator zur Berstdruckprüfung und einer LCA-Bewertung des Fügeprozesses wurde die Leistungsfähigkeit des Fügeprozesses weiter aufgezeigt.
Das IGF-Vorhaben 21456 BG der Forschungsvereinigung FSKZ e.V. wird über die Arbeitsgemeinschaft industrielle Forschungsvereinigungen (AiF) im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
Die gesamten Forschungsergebnisse könneneinem umfangreichen Forschungsbericht entnommen werden, der über das SKZ bestellt werden kann.
