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02.01.2020

Es ist angerichtet

Kurz vor dem IKV-Kolloquium: Ein Blick hinter die Kulissen

2020 ist für das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) an der RWTH Aachen in dreifacher Hinsicht ein Jubiläumsjahr: Die RWTH Aachen feiert ihr 150-jähriges Bestehen, das IKV wird 70 Jahre alt und richtet bei der Gelegenheit zum 30. Mal das Internationale Kolloquium Kunststofftechnik aus – mit einer Besonderheit am Vortag.

Das 30. Internationale Kolloquium Kunststofftechnik findet am 11. und 12. März 2020 im Eurogress Aachen statt. Die Forschungsthemen des Kolloquiums werden in 15 Sessions angeboten. Jede Session umfasst zwei Vorträge aus dem IKV, die begleitet werden von einem Keynote-Vortrag eines Experten aus der Industrie. Kunststoffe hatte bereits vorab die Gelegenheit, sich hinter den Kulissen umzusehen – dort, wo neue Techniken an die Schwelle zur industriellen Anwendung geführt werden.

  • Institutsleiter Professor Christian Hopmann erwartet zum 30. Internationalen Kolloquium Kunststofftechnik 800 Teilnehmer. Vor der Fachpresse erläuterte er die Themenschwerpunkte, mit anschließendem Rundgang unter dem Motto „Forschung live“ (© Hanser/C. Doriat)

    Institutsleiter Professor Christian Hopmann erwartet zum 30. Internationalen Kolloquium Kunststofftechnik 800 Teilnehmer. Vor der Fachpresse erläuterte er die Themenschwerpunkte, mit anschließendem Rundgang unter dem Motto „Forschung live“ (© Hanser/C. Doriat)

  • Bei der Blasfolienextrusion hängt der Massedurchsatz und somit die Produktivität stark von der Höhe des Wärmeentzugs aus dem Folienschlauch ab. Eine vielversprechende Möglichkeit zur Steigerung der Kühlleistung in der Blasfolienextrusion ist ein flexibles, adaptives Luftführungssystem. Das neu entwickelte System wird einem konventionellen Luftkühlring nachgeschaltet. Es erreicht durch den Einsatz einer flexiblen Membran eine gezielte Führung sowie Beschleunigung der Kühlluft zwischen Folienblase und Membran, was zur Ausbildung des Venturi-Effekts führt. Der Venturi-Effekt erhöht den Wärmeübergang der Kühlluft und erhöht zudem die Blasenstabilität (© IKV)

    Bei der Blasfolienextrusion hängt der Massedurchsatz und somit die Produktivität stark von der Höhe des Wärmeentzugs aus dem Folienschlauch ab. Eine vielversprechende Möglichkeit zur Steigerung der Kühlleistung in der Blasfolienextrusion ist ein flexibles, adaptives Luftführungssystem. Das neu entwickelte System wird einem konventionellen Luftkühlring nachgeschaltet. Es erreicht durch den Einsatz einer flexiblen Membran eine gezielte Führung sowie Beschleunigung der Kühlluft zwischen Folienblase und Membran, was zur Ausbildung des Venturi-Effekts führt. Der Venturi-Effekt erhöht den Wärmeübergang der Kühlluft und erhöht zudem die Blasenstabilität (© IKV)

  • Für eine erfolgreiche Prozessführung ist auf einen möglichst geringen Strömungsspalt zwischen luftführender Membran und Folienblase zu achten. Um den Strömungsspalt genau beobachten zu können, konstruierten die Forscher am IKV ein transparentes Luftführungssystem. Die Verstellung der luftführenden Membran erfolgt mittels Druckschrauben (© IKV)

    Für eine erfolgreiche Prozessführung ist auf einen möglichst geringen Strömungsspalt zwischen luftführender Membran und Folienblase zu achten. Um den Strömungsspalt genau beobachten zu können, konstruierten die Forscher am IKV ein transparentes Luftführungssystem. Die Verstellung der luftführenden Membran erfolgt mittels Druckschrauben (© IKV)

  • Das System verspricht laut IKV-Mitarbeiter Lars Kraus bis zu 32 % mehr Durchsatz bei der Blasfolienextrusion. Damit leisten die Forscher einen nicht zu unterschätzenden Beitrag zu einer höheren Produktionseffizienz. Das ist wichtig, denn gerade der Blasfolienmarkt ist einem starken Wettbewerb unterworfen. Produkte aus Westeuropa können oft nur schwer mit ausländischen Produkten konkurrieren. Produktionseffizienz ist also unerlässlich (© Hanser/C. Doriat)

    Das System verspricht laut IKV-Mitarbeiter Lars Kraus bis zu 32 % mehr Durchsatz bei der Blasfolienextrusion. Damit leisten die Forscher einen nicht zu unterschätzenden Beitrag zu einer höheren Produktionseffizienz. Das ist wichtig, denn gerade der Blasfolienmarkt ist einem starken Wettbewerb unterworfen. Produkte aus Westeuropa können oft nur schwer mit ausländischen Produkten konkurrieren. Produktionseffizienz ist also unerlässlich (© Hanser/C. Doriat)

  • Die thermische Werkzeugauslegung erfolgt heute in der Regel in zwei Schritten: Zunächst entwickelt ein Konstrukteur, basierend auf seinem Erfahrungswissen, ein Kühlkanallayout, das dann iterativ durch Simulation optimiert wird. Die Vorgehensweise ist sehr zeitaufwendig und stellt nicht sicher, dass das erzielte Kühlkanalsystem optimal ausgelegt ist. Eine am IKV entwickelte Methode zur automatisierten und präzisen Auslegung von Kühlkanalsystemen in Spritzgießwerkzeugen soll die beiden entscheidenden Nachteile eliminieren (© Hanser/C. Doriat)

    Die thermische Werkzeugauslegung erfolgt heute in der Regel in zwei Schritten: Zunächst entwickelt ein Konstrukteur, basierend auf seinem Erfahrungswissen, ein Kühlkanallayout, das dann iterativ durch Simulation optimiert wird. Die Vorgehensweise ist sehr zeitaufwendig und stellt nicht sicher, dass das erzielte Kühlkanalsystem optimal ausgelegt ist. Eine am IKV entwickelte Methode zur automatisierten und präzisen Auslegung von Kühlkanalsystemen in Spritzgießwerkzeugen soll die beiden entscheidenden Nachteile eliminieren (© Hanser/C. Doriat)

  • Herzstück der neuen Methodik ist die iterative Berechnung einer optimalen Temperaturverteilung im Werkzeug. Ein Optimierungsalgorithmus berechnet diese Temperaturverteilung unter der Randbedingung, dass das Formteil möglichst gleichmäßig abkühlt und am Ende des Spritzgießzyklus eine möglichst homogene Dichteverteilung aufweist. Aus diesem Ergebnis wird ein konturnahes Kühlkanallayout abgeleitet, Iterationsschleifen sind nicht mehr notwendig (© IKV)

    Herzstück der neuen Methodik ist die iterative Berechnung einer optimalen Temperaturverteilung im Werkzeug. Ein Optimierungsalgorithmus berechnet diese Temperaturverteilung unter der Randbedingung, dass das Formteil möglichst gleichmäßig abkühlt und am Ende des Spritzgießzyklus eine möglichst homogene Dichteverteilung aufweist. Aus diesem Ergebnis wird ein konturnahes Kühlkanallayout abgeleitet, Iterationsschleifen sind nicht mehr notwendig (© IKV)

  • Die Methode wurde am IKV in praktischen Versuchen mit einem konturnah ausgelegten Kühlkanalsystem validiert. Als Referenz diente ein konventionell ausgelegtes Kühlkanallayout für das gleiche Formteil. Ergebnis ist laut IKV-Mitarbeiter Tobias Hohlweck, dass sich die Dimensionstreue mit dem neuen Ansatz um bis zu 50 % steigern lässt, allerdings nicht für alle geprüften Bauteilmaße. Grund dafür könnten Näherungen in den genutzten Materialmodellen sein. Deshalb beschäftigt sich das IKV in aktuellen Untersuchungen mit der präziseren Beschreibung des Materialverhaltens (© Hanser/C. Doriat)

    Die Methode wurde am IKV in praktischen Versuchen mit einem konturnah ausgelegten Kühlkanalsystem validiert. Als Referenz diente ein konventionell ausgelegtes Kühlkanallayout für das gleiche Formteil. Ergebnis ist laut IKV-Mitarbeiter Tobias Hohlweck, dass sich die Dimensionstreue mit dem neuen Ansatz um bis zu 50 % steigern lässt, allerdings nicht für alle geprüften Bauteilmaße. Grund dafür könnten Näherungen in den genutzten Materialmodellen sein. Deshalb beschäftigt sich das IKV in aktuellen Untersuchungen mit der präziseren Beschreibung des Materialverhaltens (© Hanser/C. Doriat)

  • Die Vielzahl der Einflussfaktoren an einer Spritzgießmaschine macht das Einrichten zu einem komplexen Prozess. Um die Abhängigkeit von den Erfahrungswerten des Maschinenbedieners zu minimieren und den Einstellprozess zu optimieren, forscht das IKV an einer Möglichkeit, den Einrichtprozess mithilfe eines künstlichen neuronalen Netzes (KNN) zu optimieren. Wie IKV-Mitarbeiter Yannik Lockner erläuterte, bilden KNN eine hochautomatisierbare Möglichkeit, Zusammenhänge zwischen Maschineneinstellparametern (z. B. Einspritzgeschwindigkeit und Nachdruck) und Qualitätsgrößen des Prozesses (z. B. Bauteilgewicht, verschiedene Bauteilmaße oder die Oberflächenqualität des Formteils) zu erfassen (© Hanser/C. Doriat)

    Die Vielzahl der Einflussfaktoren an einer Spritzgießmaschine macht das Einrichten zu einem komplexen Prozess. Um die Abhängigkeit von den Erfahrungswerten des Maschinenbedieners zu minimieren und den Einstellprozess zu optimieren, forscht das IKV an einer Möglichkeit, den Einrichtprozess mithilfe eines künstlichen neuronalen Netzes (KNN) zu optimieren. Wie IKV-Mitarbeiter Yannik Lockner erläuterte, bilden KNN eine hochautomatisierbare Möglichkeit, Zusammenhänge zwischen Maschineneinstellparametern (z. B. Einspritzgeschwindigkeit und Nachdruck) und Qualitätsgrößen des Prozesses (z. B. Bauteilgewicht, verschiedene Bauteilmaße oder die Oberflächenqualität des Formteils) zu erfassen (© Hanser/C. Doriat)

  • Im Rahmen des BRAIN-Projekts (Biologically inspired learning processes for machines in production) entwickelte das IKV ein KNN. Dieses wurde mit Simulationsdaten eines bekannten Spritzgießprozesses vortrainiert, um dem Prozessmodell die grundlegenden Korrelationen zwischen Maschineneinstellparametern und Qualitätsgrößen aufzuprägen. Grundsätzlich bedingt eine Simulation immer eine Vereinfachung und Verallgemeinerung der Realität – um eine sehr gute Abbildungsqualität zu erreichen, ist somit ein Nachtraining mit experimentellen Versuchsdaten unumgänglich. Die Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass das Vortraining zu einer Verringerung der benötigen experimentellen Datenbasis führt: Bereits ein reduzierter Versuchsplan mit 16 Maschinenparameter-Einstellungen führt zu einem Prozessmodell, das den Einrichtungsaufwand für den Maschinenbediener stark verringert (© IKV)

    Im Rahmen des BRAIN-Projekts (Biologically inspired learning processes for machines in production) entwickelte das IKV ein KNN. Dieses wurde mit Simulationsdaten eines bekannten Spritzgießprozesses vortrainiert, um dem Prozessmodell die grundlegenden Korrelationen zwischen Maschineneinstellparametern und Qualitätsgrößen aufzuprägen. Grundsätzlich bedingt eine Simulation immer eine Vereinfachung und Verallgemeinerung der Realität – um eine sehr gute Abbildungsqualität zu erreichen, ist somit ein Nachtraining mit experimentellen Versuchsdaten unumgänglich. Die Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass das Vortraining zu einer Verringerung der benötigen experimentellen Datenbasis führt: Bereits ein reduzierter Versuchsplan mit 16 Maschinenparameter-Einstellungen führt zu einem Prozessmodell, das den Einrichtungsaufwand für den Maschinenbediener stark verringert (© IKV)

  • Die anisotropen Eigenschaften eines additiv gefertigten Bauteils lassen sich fertigungsbedingt nicht vermeiden. Allerdings kann man die geringeren mechanischen Eigenschaften in Aufbaurichtung positiv beeinflussen. Dies wiesen die Forscher am IKV jetzt mit der Entwicklung einer lokalen Fügezonentemperierung nach. Kurz vor Ablage der aktuellen Schicht wird die vorherige Schicht aufgeheizt, um die Verbindung beider Schichten und damit die Zugfestigkeit in Aufbaurichtung zu verbessern. Kernelement der Fügezonentemperierung ist ein Lufterhitzer, der die durchfließende Luft auf bis zu 650 °C erhitzt und die Schicht somit konvektiv erwärmt (© IKV)

    Die anisotropen Eigenschaften eines additiv gefertigten Bauteils lassen sich fertigungsbedingt nicht vermeiden. Allerdings kann man die geringeren mechanischen Eigenschaften in Aufbaurichtung positiv beeinflussen. Dies wiesen die Forscher am IKV jetzt mit der Entwicklung einer lokalen Fügezonentemperierung nach. Kurz vor Ablage der aktuellen Schicht wird die vorherige Schicht aufgeheizt, um die Verbindung beider Schichten und damit die Zugfestigkeit in Aufbaurichtung zu verbessern. Kernelement der Fügezonentemperierung ist ein Lufterhitzer, der die durchfließende Luft auf bis zu 650 °C erhitzt und die Schicht somit konvektiv erwärmt (© IKV)

  • Der Lufterhitzer ist in einer hybriden Fertigungszelle installiert, die aus einem Schneckenextruder und einem Sechsachsroboter besteht. Während der Extruder für die Plastifizierung und den Ausstoß der thermoplastischen Schmelze sorgt, übernimmt der Roboter die Formgebung. So lassen sich hohe Massedurchsätze und großvolumige Bauteile mit komplexen Geometrien kombinieren (© IKV/Fröls)

    Der Lufterhitzer ist in einer hybriden Fertigungszelle installiert, die aus einem Schneckenextruder und einem Sechsachsroboter besteht. Während der Extruder für die Plastifizierung und den Ausstoß der thermoplastischen Schmelze sorgt, übernimmt der Roboter die Formgebung. So lassen sich hohe Massedurchsätze und großvolumige Bauteile mit komplexen Geometrien kombinieren (© IKV/Fröls)

  • Zugversuche an hergestellten Probekörpern erbrachten laut IKV-Mitarbeiter Lukas Pelzer den Beweis: Das Erhitzen der vorherigen Schicht sorgt für einen höheren E-Modul, der auf die bessere Schichthaftung zurückzuführen ist. Ganz klar zu sehen ist auch, dass die Steigerung der Lufttemperatur den positiven Effekt weiter verstärkt (© Hanser/C. Doriat)

    Zugversuche an hergestellten Probekörpern erbrachten laut IKV-Mitarbeiter Lukas Pelzer den Beweis: Das Erhitzen der vorherigen Schicht sorgt für einen höheren E-Modul, der auf die bessere Schichthaftung zurückzuführen ist. Ganz klar zu sehen ist auch, dass die Steigerung der Lufttemperatur den positiven Effekt weiter verstärkt (© Hanser/C. Doriat)

  • Die gegenteilige Maßnahme, die aktive Schichtkühlung, die ebenfalls untersucht wurde, verringert zwar Schichthaftung und E-Modul, wirkt sich dafür aber positiv auf die Formstabilität aus. Konsequenterweise galt es nun, die beiden positiven Effekte miteinander zu kombinieren. Hier wurde zunächst die vorherige Schicht aufgeheizt, um die Schichthaftung zu verbessern, und dann der soeben abgelegte Kunststoff gekühlt, um die Formstabilität des Bauteils zu erhöhen. Somit bestätigen die Versuche die Vorteile einer Fügezonentemperierung (© Hanser/C. Doriat)

    Die gegenteilige Maßnahme, die aktive Schichtkühlung, die ebenfalls untersucht wurde, verringert zwar Schichthaftung und E-Modul, wirkt sich dafür aber positiv auf die Formstabilität aus. Konsequenterweise galt es nun, die beiden positiven Effekte miteinander zu kombinieren. Hier wurde zunächst die vorherige Schicht aufgeheizt, um die Schichthaftung zu verbessern, und dann der soeben abgelegte Kunststoff gekühlt, um die Formstabilität des Bauteils zu erhöhen. Somit bestätigen die Versuche die Vorteile einer Fügezonentemperierung (© Hanser/C. Doriat)

  • Unidirektional faserverstärkte Thermoplast-Halbzeuge, sogenannte UD-Tapes, bieten ein hohes Gewichts- und Kostensenkungspotenzial für eine Vielzahl von Anwendungen beispielsweise im Transport-, Sport- oder Medizinsektor. Deshalb beschäftigt sich das IKV mit Fragestellungen, wie sich UD-Tapes auf der Strecke vom Spulengatter zum Imprägnierwerkzeug effizient herstellen lassen, wie ihr Anbindungsverhalten an Spritzgießmassen charakterisiert werden kann oder wie sich das Umformverhalten UD-tapebasierter Laminate simulieren lässt (© Hanser/C. Doriat)

    Unidirektional faserverstärkte Thermoplast-Halbzeuge, sogenannte UD-Tapes, bieten ein hohes Gewichts- und Kostensenkungspotenzial für eine Vielzahl von Anwendungen beispielsweise im Transport-, Sport- oder Medizinsektor. Deshalb beschäftigt sich das IKV mit Fragestellungen, wie sich UD-Tapes auf der Strecke vom Spulengatter zum Imprägnierwerkzeug effizient herstellen lassen, wie ihr Anbindungsverhalten an Spritzgießmassen charakterisiert werden kann oder wie sich das Umformverhalten UD-tapebasierter Laminate simulieren lässt (© Hanser/C. Doriat)

  • Ziel dabei ist es, die Einflüsse auf Folgeprozesse zu quantifizieren und die Endproduktqualität zu optimieren. Egal wofür UD-Tapes Einsatz finden, die morphologischen Eigenschaften, insbesondere Porosität sowie Homogenität der Faserverteilung über dem Querschnitt, sind entscheidend für die thermomechanischen Eigenschaften. Durch Korrelation von Inline-Sensordaten mit der UD-Tape-Morphologie lässt sich eine Qualitätssicherung in die UD-Tape-Produktion integrieren (© Hanser/C. Doriat)

    Ziel dabei ist es, die Einflüsse auf Folgeprozesse zu quantifizieren und die Endproduktqualität zu optimieren. Egal wofür UD-Tapes Einsatz finden, die morphologischen Eigenschaften, insbesondere Porosität sowie Homogenität der Faserverteilung über dem Querschnitt, sind entscheidend für die thermomechanischen Eigenschaften. Durch Korrelation von Inline-Sensordaten mit der UD-Tape-Morphologie lässt sich eine Qualitätssicherung in die UD-Tape-Produktion integrieren (© Hanser/C. Doriat)

  • Eine Möglichkeit, UD-Tapes zu verarbeiten, ist ihre direkte Integration in Spritzgießprozesse – auf diese Weise lässt sich die Wanddicke der Spritzgussbauteile erheblich verringern. Eine Alternative ist die Produktion von lastpfadgerechten multiaxial faserverstärkten Laminaten, die ein geringes Gewicht mit maximal möglichen mechanischen Eigenschaften vereinen. Derartige Laminate lassen sich dreidimensional verformen und im Spritzgießprozess mit Funktionselementen wie Verrippungen oder Anbindungselementen versehen, um eine hohe Bauteil- und Funktionskomplexität zu erzielen (© Hanser/C. Doriat)

    Eine Möglichkeit, UD-Tapes zu verarbeiten, ist ihre direkte Integration in Spritzgießprozesse – auf diese Weise lässt sich die Wanddicke der Spritzgussbauteile erheblich verringern. Eine Alternative ist die Produktion von lastpfadgerechten multiaxial faserverstärkten Laminaten, die ein geringes Gewicht mit maximal möglichen mechanischen Eigenschaften vereinen. Derartige Laminate lassen sich dreidimensional verformen und im Spritzgießprozess mit Funktionselementen wie Verrippungen oder Anbindungselementen versehen, um eine hohe Bauteil- und Funktionskomplexität zu erzielen (© Hanser/C. Doriat)

  • PET-Mehrwegflaschen schneiden in Ökobilanzen aufgrund ihres geringeren CO2-Ausstoßes bei der Herstellung im Vergleich zu PET-Einwegflaschen und beim Transport im Vergleich zu Glasflaschen deutlich besser ab. Dennoch beträgt der PET-Mehrweganteil z. B. bei Säften in Deutschland noch weniger als 1 %. Der Grund: Die zum Waschen eingesetzte Natronlauge schädigt die PET-Oberfläche. Mit der Entwicklung einer speziellen Top-Coat-Schicht ist es dem IKV jetzt gelungen, die Barriereausrüstung von Mehrwegflaschen mittels plasmapolymerer Sperrschichten zu verbessern und die Umlaufzahl deutlich zu steigern (© IKV)

    PET-Mehrwegflaschen schneiden in Ökobilanzen aufgrund ihres geringeren CO2-Ausstoßes bei der Herstellung im Vergleich zu PET-Einwegflaschen und beim Transport im Vergleich zu Glasflaschen deutlich besser ab. Dennoch beträgt der PET-Mehrweganteil z. B. bei Säften in Deutschland noch weniger als 1 %. Der Grund: Die zum Waschen eingesetzte Natronlauge schädigt die PET-Oberfläche. Mit der Entwicklung einer speziellen Top-Coat-Schicht ist es dem IKV jetzt gelungen, die Barriereausrüstung von Mehrwegflaschen mittels plasmapolymerer Sperrschichten zu verbessern und die Umlaufzahl deutlich zu steigern (© IKV)

  • Die Top-Coat-Schicht ist thermisch und chemisch stabil sowie dicht und muss defektfrei sowie möglichst homogen auf der gesamten Fläche aufgebracht sein. Dies gelingt laut IKV-Mitarbeiter Montgomery Jaritz mit korrekt eingestellten Parametern, wie Wahl der Prozessgase, Prozessdruck oder eingebrachter Energie. Diese Plasmabeschichtungen haben nicht nur das Potenzial, die Vorteile der PET-Mehrwegflaschen auch sensiblen Füllgütern zugänglich zu machen, sondern auch die Anzahl möglicher Wiederbeschichtungen der Flaschen zu erhöhen. So werden Kreisläufe geschlossen und die Kreislaufwirtschaft gestärkt (© Hanser/C. Doriat)

    Die Top-Coat-Schicht ist thermisch und chemisch stabil sowie dicht und muss defektfrei sowie möglichst homogen auf der gesamten Fläche aufgebracht sein. Dies gelingt laut IKV-Mitarbeiter Montgomery Jaritz mit korrekt eingestellten Parametern, wie Wahl der Prozessgase, Prozessdruck oder eingebrachter Energie. Diese Plasmabeschichtungen haben nicht nur das Potenzial, die Vorteile der PET-Mehrwegflaschen auch sensiblen Füllgütern zugänglich zu machen, sondern auch die Anzahl möglicher Wiederbeschichtungen der Flaschen zu erhöhen. So werden Kreisläufe geschlossen und die Kreislaufwirtschaft gestärkt (© Hanser/C. Doriat)

  • Ebenfalls schließen lässt sich ein Kreislauf mit dem rohstofflichen Recycling von Polystyrol (PS). Im Rahmen des BMBF-Forschungsvorhaben „ResolVe“ hat das IKV gemeinsam mit Projektpartnern hierzu ein Verfahren entwickelt. Ausgangsware waren PS-Verpackungsabfälle aus dem Gelben Sack, Endprodukt ein aus den gewonnenen Monomeren hergestelltes Polymer. Während in den Untersuchungen bei Einsatz von Neuware-PS Kondensatausbeuten von rund 65 % erzielt werden, sind es bei der PS-Fraktion aus dem Gelben Sack nur rund 40 %. Gründe dafür sind Füllstoffe, Fremdpolymere und Schmutzanhaftungen (© IKV)

    Ebenfalls schließen lässt sich ein Kreislauf mit dem rohstofflichen Recycling von Polystyrol (PS). Im Rahmen des BMBF-Forschungsvorhaben „ResolVe“ hat das IKV gemeinsam mit Projektpartnern hierzu ein Verfahren entwickelt. Ausgangsware waren PS-Verpackungsabfälle aus dem Gelben Sack, Endprodukt ein aus den gewonnenen Monomeren hergestelltes Polymer. Während in den Untersuchungen bei Einsatz von Neuware-PS Kondensatausbeuten von rund 65 % erzielt werden, sind es bei der PS-Fraktion aus dem Gelben Sack nur rund 40 %. Gründe dafür sind Füllstoffe, Fremdpolymere und Schmutzanhaftungen (© IKV)

  • Realitätsnahe Prüfungen alternativer Automobilbauteile sind elementare Voraussetzung für ihren Einsatz anstelle herkömmlicher Metallbauteile. Deshalb entwickelte das IKV gemeinsam mit dem Ford Research and Innovation Center Aachen ein Prüfprogramm, das eine Vorhersage der Lebensdauer glasfaserverstärkter Kunststoffbauteile unter realistischen Lastbedingungen ermöglicht. Es gelang sogar, die Prüfzeiten drastisch zu verkürzen (© Hanser/C. Doriat)

    Realitätsnahe Prüfungen alternativer Automobilbauteile sind elementare Voraussetzung für ihren Einsatz anstelle herkömmlicher Metallbauteile. Deshalb entwickelte das IKV gemeinsam mit dem Ford Research and Innovation Center Aachen ein Prüfprogramm, das eine Vorhersage der Lebensdauer glasfaserverstärkter Kunststoffbauteile unter realistischen Lastbedingungen ermöglicht. Es gelang sogar, die Prüfzeiten drastisch zu verkürzen (© Hanser/C. Doriat)

  • Im Fall einer GFK-Blattfeder war es möglich, die Lebensdauer des Werkstoffs in nur 60 % des Zeitbedarfs des Straßenlastfalls zu prüfen. Durch Prüfung auf Probekörperebene sind sogar Zeiteinsparungen von bis zu 99 % gegenüber Komponentenversuchen erreichbar. Der Stempel des Dreipunktbiegeversuchs fährt dabei eine ganze Weggeschichte ab, sodass kein Belastungszyklus dem anderen gleicht (© IKV)

    Im Fall einer GFK-Blattfeder war es möglich, die Lebensdauer des Werkstoffs in nur 60 % des Zeitbedarfs des Straßenlastfalls zu prüfen. Durch Prüfung auf Probekörperebene sind sogar Zeiteinsparungen von bis zu 99 % gegenüber Komponentenversuchen erreichbar. Der Stempel des Dreipunktbiegeversuchs fährt dabei eine ganze Weggeschichte ab, sodass kein Belastungszyklus dem anderen gleicht (© IKV)

  • Es kann losgehen: Am 11. März steigt um 9 Uhr der erste Plenarvortrag. Thema: Kreislaufwirtschaft im Spannungsfeld von Politik, Klimaschutz und Wirtschaft (© IKV)

    Es kann losgehen: Am 11. März steigt um 9 Uhr der erste Plenarvortrag. Thema: Kreislaufwirtschaft im Spannungsfeld von Politik, Klimaschutz und Wirtschaft (© IKV)

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Schwerpunktthemen des Kolloquiums bilden mit den Plenarvorträgen

  • die Kreislaufwirtschaft,
  • die Digitalisierung (Kunststoffindustrie 4.0) und
  • die additive Fertigung.

Auch der Dauerbrenner Leichtbau wird sich in unterschiedlichen Ausprägungen und Facetten durch die beiden Tage ziehen.

„International Symposium on Plastics Technology“ am Vortag

Aus Anlass des Jubiläums richtet das IKV am 10. März zudem das „International Symposium on Plastics Technology“ im VIP-Bereich des Aachener Fußballstadions Tivoli aus. Während das IKV-Kolloquium die ganze Bandbreite der IKV-Forschung präsentiert und sich mit seiner praxisorientierten Forschung vorrangig an die Kunststoffindustrie richtet, bietet das Symposium Vorträge von Wissenschaftlern aus 14 Ländern und will den wissenschaftlichen Diskurs zwischen Wissenschaftlern und Industrie anfachen.

Die Themen des Symposiums, das vollständig in englischer Sprache abgehalten wird, umfassen ebenfalls Kreislaufwirtschaft, Kunststoffindustrie 4.0 und additive Fertigung, darüber hinaus aber auch Leichtbautechnologien, Spritzgießen und Extrusion. Institutsleiter Professor Christian Hopmann beschreibt den Unterschied der Ausrichtung so: „Am IKV haben wir immer beides im Blick – erkenntnisorientierte Grundlagenforschung und anwendungsorientierte Forschung für die Industrie. Wir wollen mit unserem Symposium der Grundlagenforschung Raum geben und haben daher Wissenschaftler aus aller Welt gebeten, ihre Projekte vorzustellen und mit Wissenschaft und Wirtschaft zu diskutieren.“

Forschung live: Aus dem Vortragssaal ins Technikum

Die anwendungsorientierte Forschung wird beim Kolloquium unter dem Programmpunkt „IKV 360°“ besonders deutlich. Das IKV öffnet am Nachmittag des ersten Veranstaltungstags seine Pforten für die Teilnehmer des Kolloquiums und präsentiert seine Forschungsaktivitäten live in den eigenen Technikumseinrichtungen und Laboren (siehe Bildergalerie oben). Die Wissenschaftler stehen an den laufenden Anlagen für Gespräche zur Verfügung.

Wer erhält den Georg-Menges-Preis?

Weitere feste Bestandteile des Kolloquiums sind die Verleihung des Georg-Menges-Preises und die Industrieausstellung im Foyer des Eurogress Aachen. Letztere bietet Ausstellern eine Plattform, Lösungen für die Kunststoffbranche zu präsentieren und mit Industriepartnern ins Gespräch zu kommen. Das IKV erwartet Aussteller entlang der gesamten Wertschöpfungskette – und rund 800 Fachleute aus der Kunststoffbranche weltweit als Teilnehmer.

Dr. Clemens Doriat, Redaktion

Kolloquium mit 15 Sessions

Für das 30. Internationale Kolloquium Kunststofftechnik sind u.a. folgende Sessions geplant:

  • Prozesseinrichtung im Spritzgießen durch Human-Machine-Interfaces und KI
  • Durchsatzsteigerung und Qualitätssicherung in der Verpackungstechnik
  • Simulative Optimierung der Misch- und Werkzeugtechnik in der Extrusion
  • Neue Prüf- und Qualitätssicherungsmethoden für Hochleistungs-FVK
  • Multiskalare Materialmodellierung zur Vorhersage von Bauteileigenschaften
  • Prozess- und Auslegungsoptimierung in der additiven Fertigung

Das vollständige Programm mit allen Sessions und Informationen zur Anmeldung finden Sie unter:
www.ikv-kolloquium.de

Unternehmensinformation

Institut für Kunststoffverarbeitung IKV in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen

Seffenter Weg 201
DE 52074 Aachen
Tel.: 0241 80-93806
Fax: 0241 80-92262

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