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KU-Expert-Talks

 ist eine Initiative des Wissenschaftlichen Arbeitskreises Kunststofftechnik (WAK) mit Unterstützung des Carl Hanser Verlages. Die Datenbank ist eine Plattform für 

Dissertationen aus dem ingenieurwissenschaftlichen Kunststoffbereich

 und eröffnet promovierten Ingenieuren die Möglichkeit, ihre Doktorarbeit digital zu veröffentlichen und dadurch einem breiten Fachpublikum zugänglich zu machen.

Der Aufschmelzvorgang in Einschneckenextrudern ist entscheidend für die Prozessgestaltung, aber seine Vorhersage ist schwierig. Auf der Suche nach geeigneten Methoden.

Extruder

Messgeräte für Partikel

Materialcharakterisierung

Vorhersage des Aufschmelzvorgangs von Kunststoffen in partikelbeladenen Strömungen mittels CFD-DEM

Die vorliegende Arbeit untersucht das Potenzial von ausgewählten Aminen, diese in Form von Carbamaten darzustellen und zur Herstellung von Epoxidharzschäumen einzusetzen.

Schaumstoffe

Harze, Epoxid

Thermische Mess- und Prüfverfahren

Carbamat-geschäumte Epoxidharze ˗ Synthese und Eigenschaften

Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, das wissenschaftliche Verständnis zu erarbeiten, welches zur Entwicklung brandgeschützter Epoxy-Carbamat-Schäume für den Einsatz in Leichtbauanwendungen erforderlich ist.

Flammschutzmittel

Carbamat-geschäumte Epoxidharze – Optimierung von Brandverhalten und Mechanik durch Füllstoffe

Kontinuierliche Herstellung nachhaltiger Partikelschaumstoffe auf Basis nachwachsender Rohstoffe

Partikelschäumen

Polylactid

Untersuchung des Schäumverhaltens von Polylactid und Polylactid/Poly(hydroxybutyrat-co-hydroxyvalerat)-Blends in der Partikelschaumextrusion

Etablierung geeigneter Analysemethoden für die Charakterisierung von Einzelpartikeln und Herstellung neuer Korrelationsbezüge zum Verschweißverhalten.

Polybutylenterephthalat

Schaumstoffe und Vorprodukte

Aufklärung von Struktur-Eigenschafts-Beziehungen beim Schäumen und Diffusions-Verschweißen von Polybutylenterephthalat-Partikelschäumen (E-PBT)

Analyse und modellbasierte Beschreibung des Blasenwachstumsverhaltens in Abhängigkeit von der am Blasenrand vorherrschenden Dehnviskositätsfunktion.

Messgeräte für Kraft, Masse, Dehnung, Druck, Dichte, Viskosität, Drehmoment

Messgeräte für Viskosität

Inline-Charakterisierung und Vorhersage der Viskosität sowie des initialen Blasenwachstumsverhaltens beim Schäumen von treibmittelbeladenen Kunststoffschmelzen

Wie lässt sich der Aufwand einer Bauteilprüfung bei hochfesten, hochsteifen endlosfaserverstärkten Strukturbauteilen reduzieren?

Impact-Tester

Zerstörungsfreie Prüfung von Faserkunststoffverbunden unter Ausnutzung von in die Luft emittierten Schallwellen durch die lokale Defektresonanz

Wie Wasserstoff als Energieträger für die Luftfahrt nutzbar gemacht werden kann.

Harze

Modifizierte Epoxidharzformulierungen zur Herstellung von kohlenstofffaserverstärkten kryogenen Wasserstoffspeichern im automatisierten Legeverfahren

Duroplastische Polymere gelten als nicht umformbar. Unter bestimmten Voraussetzungen zeigen sie jedoch plastisches Verhalten.

Zug-und Druckfestigkeitsprüfgeräte

Modellierung des vernetzungsabhängigen Materialverhaltens duroplastischer Matrices als Grundlage für die werkstoffgerechte Prozess- und Bauteilgestaltung

Ein optimiertes Düsensystem macht eintauchende Düsensysteme für den Heißgasschweißprozess serienfähig und erlaubt eine Reduktion der Erwärmungszeit um bis zu 50 %.

Gas-, Autogenschweißen (WIG, MIG, MAG)

Prozesssimulation

Thermisches Fügeverfahren

Polyamide

Beitrag zum effizienten Heißgasschweißen von thermoplastischen Kunststoffen

Die Haftung zwischen Flüssigsilikon und Thermoplast wird nicht nur von den verwendeten Polymeren beeinflusst, sondern auch von Spritzgießparametern, Nach- und Oberflächenbehandlungen, sowie Lagerungsbedingungen und Umwelteinflüssen.

Weichmacher

Mehrkomponenten-Spritzgießen

Silikonkautschuk

Struktur-Prozess-Eigenschaftsbeziehungen von spritzgegossenen Thermoplast-Füssigsilikonverbunden

In dieser Arbeit werden die Grundlagen für die Verfahrenstechnik erarbeitet, um erstmalig einen Partikelschaum aus Polycarbonat herzustellen.

Polycarbonat

Entwicklung eines kontinuierlichen Schäumprozesses für neuartige expandierte und expandierbare Polycarbonat-Partikelschäume in struktureller Anwendung

Mit Hilfe von beschleunigten Bewitterungsmethoden wird ein grundlegendes Verständnis für die Bildung von Makro- zu Mikroplastik erarbeitet.

Werkstoffprüfung, mechanisch

Polyethylen

Polypropylen

Von Makro- zu Mikroplastik: Degradationsmodelle und Extrapolation von Verweilzeiten unter abiotischen Umwelteinflüssen

Die Herstellung von Polymerblends beweist sich als probates Mittel, um Eigenschaften von Kunststoffwerkstoffen für unterschiedlichste Anwendungen maßzuschneidern.

Blend

Eigenschaften von Mikro- und Nanostrukturierten PA66/PPE Polymerblends

Ziel der Arbeit ist es, eine Methode zur numerischen Berechnung der Konzentrationsverteilungen zu entwickeln.

Werkstofftechnische Prüfungen

Finite Methoden

Beitrag zur Charakterisierung und Berechnung von Feuchtigkeitsverteilungen in Polyamid 6

 Die Dissertation behandelt die Erstarrung von thermoplastischen Kunststoffen nach dem Formgebungsprozess.

Machine Learning

Modellierung

Rheologie

Beitrag zur Vorhersage des spezifischen Volumens während des Erstarrungsvorgangs bei der Verarbeitung von Kunststoffschmelzen

 Thermoplastische Hybridverbunde mit Naturfaserverstärkung werden seit langem in der Automobilindustrie eingesetzt. Holzfasern wurden in diesem Zusammenhang jedoch bisher nicht untersucht.

Hybridwerkstoffe

Holz

Naturmaterialien

Prozess- und materialtechnische Entwicklung von thermoplastischen Hybridverbunden mit Holzfaserverstärkung

 Grundlagen für die verfahrenstechnische Nutzbarmachung der Kombination von Co-Injektion und Thermoplastschaumspritzgießen für komplexe Materialkombinationen.

Thermoplastische Elastomere

Schaumspritzgießen

Co-Injektion im Spritzgießen: Sandwichbauteile mit geschäumtem Kern und weichelastischer Haut

Wie lässt sich die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens erhöhen?

Spritzgießmaschinen, allgemein

Folientechnik (IMD, IML, FIM, u.a.)

Folien

Prozessmodell für das Hinterspritzen von Dekorfolien in der In-Mould-Labeling Technik

Erstmals gelang es, Schaumperlen aus PBT mittels Heißdampf zu Formteilen mit hoher Güte zu konsolidieren.

Polybutylenterephthalat-Partikelschäume mit erhöhter thermischer Beständigkeit –

Die Arbeit beschreibt einen neuen Weg zur Herstellung von extrudierten Strangschaumstoffen aus PBT mit einer Dichte &lt; 100 kg/m<sup>3</sup> und einer feinzelligen und einheitlichen Morphologie.

Verarbeitungshilfsmittel, allgemein

Reaktiv-extrudierte Polybutylenterephthalat-Schaumstoffe mit niedriger Dichte und verbesserten Druckeigenschaften

Analyse von Prozessgrößen bei der Verarbeitung von Kunststoffen mittels Planetwalzenextruder; Simulation von Kennwerten wie Druck, Temperatur und Verweilzeit über die axiale Länge des Extruders.

Modellbildung und Vorabschätzung für das Betriebsverhalten eines Planetwalzenextruders

Ziel der Arbeit war es transparente PC/PMMA-Blends mittels kontinuierlicher Reaktivextrusion unter Verbesserung mechanischer und optischer Eigenschaften herzustellen.

Kunststoffe

Polymethylmethacrylat

Optische Mess- und Prüfverfahren

Transparente PC/PMMA Blends: Einfluss der Funktionalisierung auf optische, morphologische und mechanische Eigenschaften

Welchen Einfluss haben verschiedene Kopplungsmechanismen auf die Struktur-Eigenschafts-Beziehungen von hochgefüllten flammgeschützten EVA/LLDPE Compounds?

Kabel

Halogenfrei flammgeschützte Kabel Compounds basiert auf hochgefüllten EVA/LLDPE Blend Systemen – Einfluss der Kopplungsmechanismen

Um die Harzformulierung in Einklang mit den etablierten Flüssigimprägnier-Herstellverfahren für FKV im Schienenverkehr zu bringen, sind neue innovative Flammschutz-Strategien nötig.

Glasfasern / -matten

Kohlenstofffasern / -matten

Faserkunststoffverbunde im Schienenverkehr – Flammschutzstrategien für niedrigviskose Epoxidharze

Für einen effizienten Leichtbau werden vermehrt Faserverbundkunststoffe mit einer thermoplastischen Matrix eingesetzt. Wie können diese optimiert werden?

Verbundwerkstoffe / Werkstoffverbunde

Gewebe, technisch

Organobleche (gewebeverstärkte Thermoplast-Halbzeuge)

Kurzfasermodifikation matrixreicher Zonen gewebeverstärkter, thermoplastischer Verbundwerkstoffe mittels In-Situ-Schmelzeimprägnierung – Einfluss auf quasi-statische Eigenschaften

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Verarbeitung von PLA basierten, geblendeten Partikelschäumen.

Schäumen / Reaktive Verarbeitung

Untersuchung von expandierbaren PLA-Partikelschäumen – Einfluss des Blendsystems auf Verarbeitbarkeit und Eigenschaften

Diese Doktorarbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung von neuen Werkstoffrezepturen mit erhöhter Wärmeleitfähigkeit und Flammresistenz sowie deren Verarbeitung für PCB-Anwendungen.

Neuartige wärmeleitende, flammgeschützte Basismaterialien für Leiterplatten – Struktur-Eigenschafts-Beziehungen

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