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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).

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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.

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

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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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Forschung

LockIn-Ultraschall für Kunststoffschmelzen

Temperaturunabhängige Inline-Charakterisierung von Kunststoffschmelzen mittels Lock-in-Ultraschall

Vorhabennummer: 20372 N

Projektdauer

Von: 01.11.2019 Bis: 31.10.2021

Beschreibung

Im Rahmen des durchgeführten Forschungsprojekts konnte gezeigt werden, dass mithilfe der auf Ultraschall (US) basierenden technik eine Prozessüberwachung der Kunststoffverarbeitung möglich ist. Sowohl die Inline-Ermittlung des Füllstoffgehalts, der Partikelgröße und damit im Zusammenspiel der Dispergiergüte konnten im Labor- und Realmaßstab demonstriert werden. Dabei wurden v. a. Ultraschallkennwerte wie die Amplitude und Laufzeit betrachtet und mit den relevanten Prozessgrößen korreliert. Die empirisch ermittelten Ergebnisse stimmen dabei mit denen aus vorangegangenen Simulationen auf Basis verschiedener Streutheorien und solcher aus signaltheoretischer Sicht überein. Durch die Ermittlung des bestehenden Zusammenhangs mit weiteren Rahmenbedingungen wie der Schmelzetemperatur und des -drucks ist eine Kompensation dieser Einflussgrößen möglich, was die Leistungsfähigkeit und Einsetzbarkeit des vorgestellten Verfahrens im industriellen Umfeld begünstigt. Durch Entwicklung des auf Lock-in-Technik beschriebenen Ansatzes konnte das Signal-zu-Rausch-Verhältnis im Vergleich zu konventionellen Messungen verbessert werden, was erstmals den Einsatz metallischer Vorlaufstrecken der Ultraschallwandler ermöglicht. Diese sind aufgrund ihrer Beschaffenheit deutlich robuster als bisher verwendete aus Hochleistungskunststoffen, was sich insbesondere in einer höheren Dauereinsatztemperatur, Druck- und Verschleißfestigkeit zeigt. Es wird davon ausgegangen, dass die vorgestellten Ergebnisse eine wesentliche Grundlage für industrielle Kommerzialisierungen darstellen und damit aufgrund der Zusammensetzung der relevanten Marktteilnehmer insbesondere KMU zu Gute kommen.

Das SKZ arbeitet kontinuierlich an einer Kommerzialisierung der Projektergebnisse, sodass interessierte Unternehmen auch nach Projektende die Möglichkeit erhalten, kostenneutrale Untersuchungen durchführen zu lassen, um die Eignung der US-Technik für die eigenen Fragestellungen bewerten zu lassen.

Die gesamten Forschungsergebnisse können einem umfangreichen Forschungsbericht entnommen werden, der per E-Mail an research@skz.de bestellt werden kann.

Zur Projektübersicht

Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. (FH) Giovanni Schober
Bereichsleiter | Kunden- und Projektmanagement
Würzburg
g.schober@skz.de
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