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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.

Digitalisierung

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

Viskositätsoptimierung-TPE

Verbesserte Verarbeitung thermoplastischer Elastomere durch Simulation mit belastungsabhängig korrigierter Viskosität

Vorhabennummer: 01IF22722N

Projektdauer

Von: 01.12.2022 Bis: 31.01.2025

Beschreibung

Der entscheidende Vorteil der Thermoplastischen Elastomere (TPE) ist ihr gummielastisches Verhalten ohne die Notwendigkeit einer irreversiblen Vernetzung. Sie sind daher thermisch umformbar und einfach thermoplastisch verarbeitbar. Dies führt zu breiten Einsatzgebieten z. B. in technischen Bauteilen und Consumer-Produkten. Die Materialstruktur, die diesen Effekt bewirkt, führt aber auch zu einem komplexeren Fließverhalten im Vergleich zu hartzähen Thermoplasten.
Bei TPE handelt es sich in der Regel um Blends von Hart- und Weichsegmenten, deren Mischbarkeit und Phasenausbildung von der aktuellen und vorhergegangen Temperatur und Scherbelastung abhängt. Dieses Verhalten ist nur unzureichend erforscht und beschrieben. Das hat bei simulationsunterstützten Prozessauslegungen in weiten Bereichen zu Folge, dass im Versuch Druck- und Fließverhältnisse auftreten, die stark von den simulierten Vorhersagen abweichen und zu nicht realitätsgetreuen Produktergebnissen führen. Die Abweichungen behindert für Anwender die simulative Auslegung und Optimierung von Prozessen und Werkzeugen und führt zu aufwändigen Versuchsschleifen bei der Einführung neuer Materialien.
Ziel dieses geplanten Forschungsvorhabens ist es daher ein besseres Verständnis für das Fließverhalten während der TPE-Verarbeitung zu generieren. Dabei soll eine Online-Überwachung der Viskosität und Analysen des Aufschmelzverhaltens bei verschiedenen Prozesseinstellungen durchgeführt werden. Diese ermöglicht schließlich die Viskosität in bestehende Simulationsprogramme (REX/PSI) experimentell abgesichert an das spezielle Verhalten anzupassen. Abschließend soll überprüft werden ob die optimierten Viskositätsdaten aus der Schneckensimulation als verbesserte Eingangsparameter für Werkzeugsimulationen genutzt werden können. Dies ermöglicht Unternehmen, von denen entlang der TPE-Prozesskette KMU einen essenzielen Teil darstellen, eine verbesserte Produktentwicklung und Prozessauslegung.
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Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Johannes Rudloff
Bereichsleiter | Materialentwicklung | Compoundieren | Extrudieren
Würzburg
j.rudloff@skz.de
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