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Für eine schnelle Lebensdauerabschätzung von kurzglasfaserverstärkten Kunststoffe wird der Einfluss wechselnder Last und Frequenz in Form von Lastkollektiven auf die Werkstoffermüdung  untersucht und eine integrative Berechnungsmethodik zur Strukturauslegung vorgestellt.

Kurzglasfaserverstärkte Thermoplaste im Stresstest

Glasfasern / -matten

Faserverarbeitung

Verbundwerkstoffe / Werkstoffverbunde

Faserverbundwerkstoffe

Thermoplaste

Kollektives Versagen vermeiden

Der Klima- und Verkehrswende kommen ausgeklügelte Faserverbundlösungen zugute. Für Marine, Infrastruktur und Schienenfahrzeugbau konkurrieren vielfältige Brandschutzkonzepte. Die Branche widmet dem Recycling größere Aufmerksamkeit.

Faserverbundkunststoffe beleben das Transport- und Bauwesen

Composite-Halbzeuge

Kohlenstofffasern / -matten

Verstärkungsstoffe

Naturmaterialien

Composites setzen Trends im Leichtbau

Für einen von Forschern der Universität Stuttgart und der Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung entworfenen Tragwerksknoten standen pflanzliche Verzweigungen wie Astgabeln Pate.

Baustoffe

Baukonstruktion

Die Natur als Pate

 Bei der Produktion von Organoblechen fallen Verschnittreste an, die sich nicht direkt wieder in den Herstellungsprozess zurückführen lassen. Die werkstoffliche Verwertung dieser Verschnitte stellt dafür einen vielversprechenden Recyclingansatz dar.

Faserverstärkte Thermoplaste mechanisch rezyklieren und in die Produktion zurückführen

Mahlgut

Kunststoff-Recycling

Organobleche (gewebeverstärkte Thermoplast-Halbzeuge)

Mahlen

Organoblech-Verschnitte recyceln

Auf der Suche nach einer wirtschaftlichen Lösung zur Fertigung von Composites kam eine Oberkolbenpresse von Wickert Maschinenbau in die engere Wahl. Außer der ungewöhnlich hohen Öffnungskraft waren Heizplattentemperaturen von bis zu 340°C sowie die enorme Zykluszeit von bis zu 72 Stunden gefordert. 

Composite-Bauteile mit Hochleistungsthermoplasten wirtschaftlich fertigen 

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Pressen von Kunststoffen

Presse mit 4000 kN Öffnungskraft  

Ein von der TH Köln in Zusammenarbeit mit dem Werkzeugbauer Röttger entwickeltes Werkzeugsystem erhöht die Imprägniergeschwindigkeit für Kohle- und Glasfasern auf 1,6 bis 2 m/s, ohne die Laminatqualität zu verschlechtern.

Ein neues Imprägnierwerkzeug reduziert die Prozesskosten beim Wickelverfahren

Fasern

Werkzeuge für Faserverarbeitung

Walzen, allgemein

Schneller, einfacher, günstiger

Carbonfasern sind kostspielig und deshalb interessant für das Recycling. Die Ergebnisse des Projekts RecyCarb ermöglichen die Mehrfachnutzung von Carbonfasern durch einen funktionellen Wiedereinsatz. Erste Demonstratoren belegen die industrielle Umsetzbarkeit.

Wiedereinsatz rezyklierter Carbonfasern in anspruchsvollen Bauteilen

Kunststofffasern

Zweites Leben für Carbon

 Faser-Kunststoff-Verbunde sind aufgrund ihrer hervorragenden spezifischen Materialeigenschaften ein idealer Werkstoff für Leichtbauanwendungen

Multifunktionale Gebäudehülle aus naturfaserverstärktem Kunststoff und Wellpappenkern

LED / OLED-Systeme und Faseroptik

Medienfassade auf Basis nachwachsender Werkstoffe

Der Fasergehalt in glasfaserverstärkten oder mineralgefüllten Kunststoffen wird meist durch die Veraschung im Muffelofen bestimmt. Das prepASH-System macht das Untersuchungsverfahren effizienter, schneller und automatisierter.

Automatisierte Bestimmung von Faservolumenanteil und Restfeuchte

Glasfaser / Breitband

Messtechnik

Schnell und sicher wissen, wie viel drin ist

Additive bestehen oft aus Zusatzstoffmischungen heterogener Komponenten. Deren Anisometrie führt dabei zu Bauteileigenschaften, die sehr stark von der Ausrichtung der Zusatzstoffe abhängig sind.

Orientierungsverhalten von Zusatzstoffmischungen simulieren

Additiv-Konzentrate

Prozesssimulation

Spritzgießsimulation

Füllstoffe, allgemein

Additiv-Batches

Füllstoffe für Kunststoffe

Additive

Elektrisch leitende Füllstoffe (Metalllegierungen, Ruß, Graphit)

Wenn die Faser mit dem Plättchen

Lebensmittelverpackungen, Smartphones und Solarpanele: Weltweit ist biaxial orientierte Polyesterfolie im Einsatz. Doch das Material wird unter Nachhaltigkeitsaspekten hinterfragt.

Wie sich die Nachhaltigkeit von PET-BO-Folien steigern lässt

Flachfolienanlagen

Nachhaltigkeit

Polyethylenterephthalat

Folienabzug- und -aufwickelmaschinen

Folienreckanlagen

Schrumpf ist Trumpf

Hybride Leichtbaustrukturen aus faserverstärkten Thermoplasten bieten neben vielen weiteren guten Eigenschaften die Möglichkeit zur automatisierten großserientauglichen Fertigung. Im Forschungsprojekts ReLei ist es gelungen, neue Werkzeug- und Prozesstechnologien zu entwickeln, um komplex geformte Sandwichbauteile in einem effizienten Kombinationsprozess herzustellen.

Thermoplastische Sandwichstrukturen für Großserienanwendungen

Schaumspritzgießen

Spritzgießwerkzeuge

Spritzgieß-Sonderverfahren

Industrieroboter

Mit kleinen Blasen groß rauskommen

Zur Erwärmung von endlosfaserverstärkten Thermoplasten eignet sich auch der Joule-Effekt. Am Institut für Kunststofftechnik der Universität Stuttgart wurde ein Verfahren entwickelt, bei dem Halbzeuge über Kontaktelemente bestromt werden.

Einfluss der Kontaktierung auf die Joulesche  Erwärmung endlosfaserverstärkter Thermoplaste

Heizeinrichtungen, elektrisch

Richtig heiß mit runden Ecken

In der Extrusion liegt nach wie vor die Effizienzsteigerung im Fokus. Neben energiesparsamen Systemen werden darunter zunehmend die Flexibilisierung von Anlagen und Prozessen sowie die Reproduzierbarkeit von Qualität in der Produktion verstanden. Insbesondere die Folienbranche verfolgt auch in diesem Jahr das Ziel der Prozessoptimierung und Digitalisierung. 

Effizienz bleibt angesagt 

Blasfolienextrusion

Wickelmaschinen

Flachfolien- und Plattenextrusion

Rohr- und Profilextrusion

Extrusion auf der K 2019  

Die Buss AG, Pratteln/Schweiz, hat ihre Compeo-Baureihe um die Größen 88 und 110 für die Aufbereitung von Masterbatches und faserverstärkter Thermoplaste (FRTP, fiber-reinforced thermoplastics) erweitert (Bild). Die neue Baureihe wurde für Temperaturen bis 400 °C entwickelt. Der modulare Aufbau und neuartige Prozessgeometrien erschließen ein breites Anwendungsspektrum. 

Buss auf der K 2019 

Masterbatches

Intensives Mischen, hohe Füllgrade und präzise Temperaturführung im Visier 

Die Bimec s.r.l., Vanzaghello/Italien, beschäftigt sich mit der Verbesserung der Produktion und der Reduzierung von Standzeiten über die Wicklung. Das vorgestellte Modell TCA64C+ verfügt beispielsweise über eine automatische, programmierbare Zugkraftregelung sowie ein System zur Schnellentladung von Fertigrollen. Darüber hinaus sind eine wellenlose Abrollung, ein spezieller Spleißtisch und eine wahlweise automatische oder manuelle Positionsanpassung der Messer und Innenmesser vorgesehen. Laut Angaben des Herstellers ist die Anlage neben dem Schneiden von Kunststofffolien ebenso zum Schneiden von Papier, Laminaten und weiteren in flexiblen Verpackungen verwendeten Materialien geeignet. 

Bimec auf der K 2019 

Wicklung verbessert Herstellprozesse 

Ein anspruchsvolles Material sind faserverstärkte Kunststoffe insbesondere auch beim Fügen und Verbinden, droht doch beim Eindrehen von Schrauben in ein Bauteil aus Verbundwerkstoffen Delamination: Einzelne Schichten des Verbundwerkstoffs könnten sich ablösen oder Fasern aus dem Verbund herausgerissen werden. 

Faserverstärkte Kunststoffe rasch ohne Delamination fügen 

Verbindungstechnik

Schraubtechnik

Selbstfurchende Buchse für CFK und GFK 

Das Institut für Kunststofftechnik der Universität Stuttgart (IKT) braucht sich im Wettbewerb mit anderen deutschen Elitehochschulen nicht zu verstecken. Das wurde Ende März auf dem Stuttgarter Kunststoffkolloquium deutlich. Neben der Präsentation vieler aktueller Forschungsprojekte bot die Veranstaltung eine äußerst aufschlussreiche Podiumsdiskussion zur kriselnden Automobilindustrie.  

Leistungsschau der Hochschulforschung auf dem 26. Stuttgarter Kunststoffkolloquium 

Deutschland, Österreich, Schweiz

Wir können alles ¿ 

Die AZL Aachen GmbH ist Gewinner des JEC Wold Innovation Award 2019 in der Kategorie „Industry & Equipment“ für die neue Maschinenentwicklung „Ultra-Fast Consolidator Machine“. Dieses Maschinensystem ist das Ergebnis eines 18-monatigen Joint-Partner-Projektes, das zwischen 2017 und 2018 von den Forschungspartnern AZL Aachen und Fraunhofer IPT, Aachen, in Zusammenarbeit mit industriellen Partnerunternehmen wie Conbility, Covestro, Engel, Evonik, Fagor Arrasate, Faurecia SE, Laserline, Mitsui Chemicals, Mubea Carbo Tech, Philips Photonics, SSDT und Toyota (in alphabetischer Reihenfolge) durchgeführt wurde. 

Maschinenentwicklung des AZL erhält JEC Award 

Tailored Blanks in unter 5 Sekunden 

Anfang des Jahres eröffnete Toray in der Nähe von München ein europäisches Anwendungszentrum speziell für Automobilapplikationen. Von eigens hergestellten Carbonfasern über technische Kunststoffcompounds bis hin zu Batterieelementen wie Separatorfolien wird ein breites Portfolio aus einer Hand geboten. Kunststoffe sprach mit Konzernmanagern über Einschätzung und Strategie. 

Mit einem neuen Anwendungszentrum nimmt Toray die europäische Autoindustrie ins Visier 

Polyamide

Japanische Multimaterialisten 

"Das richtige Material am richtigen Ort" gilt als Maxime des Multi-Material-Designs. Fehlende wirtschaftliche Fertigungsmethoden verhindern bisher die Markteinführung für gegenwärtige Losgrößen. Um diese Hürde zu überwinden, wurde im Verbundprojekt MoPaHyb ein modulares Steuerungs- und Anlagenkonzept entwickelt und demonstriert. 

Entwicklung einer Anlage für die Produktion hybrider Faserverbund-Bauteile 

Automatisierungstechnik

Montageeinrichtungen

Der modulare Gedanke 

Langglasfaserverstärktes Polypropylen und Polyamid finden im automobilen Leichtbau vor allem dann Anwendung, wenn eine hohe Schlagzähigkeit, ein sehr gutes Crashverhalten und ein geringes Gewicht gefordert sind. Bei der Spritzgießverarbeitung ist jedoch Vorsicht geboten, denn nicht jede Schnecke ist für diese Materialien geeignet. Um die Faserlänge zuverlässig zu erhalten und eine gleichmäßige Verteilung der Fasern zu erzielen, hat Engel ein neues Plastifiziersystem gezielt für die Verarbeitung langglasfaserverstärkter Materialien entwickelt. 

Plastifiziersystem für die Verarbeitung von Langglasfasermaterialien optimiert 

Spritzgießmaschinen

Weniger Faserbruch für bessere Bauteileigenschaften 

Die Kombination von faserverstärkten Decklagen mit einem leichten Schaumkern verbindet hohe Festig- und Steifigkeit mit niedrigem Bauteilgewicht. In der Verarbeitung ist es jedoch alles andere als einfach, anisotrope FVK-Werkstoffe mit leichten und kostengünstigen Schäumen zu verbinden. Ein abgestimmtes Werkstoffsystem macht die Verarbeitung im Hochdruck-Harzinjektionsverfahren nun bei niedrigen Temperaturen und Drücken sowie kurzen Zykluszeiten möglich. 

Schnelle und kostengünstige Sandwich-Bauteile mit PUR-Harz und PET-Kernschaum 

Harze

Reaktionsharze

Harte Schale, leichter Kern 