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Projekt
Vernetzte Halbzeuge für hochbeanspruchte Thermoformanwendungen
Antragsteller
Professor Dr.-Ing. Dietmar Drummer
Fachliche Zuordnung
Kunststofftechnik
Förderung
Förderung von 2016 bis 2019
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 283899356
Im Vorgängerprojekt konnten am Beispiel von Polyamid 12 (PA12) grundlegende Erkenntnisse zur Beeinflussung der Thermoformbarkeit teilkristalliner Thermoplaste durch partielle Vernetzung der Makromoleküle erlangt werden. Teilkristalline Thermoplaste weisen i.d.R. aufgrund des rapiden Abfalls der Steifigkeit mit dem Kristallitschmelzen und der unzureichenden dehnrheologischen Eigenschaften der Schmelze eine deutlich geringere Eignung für das Thermoformen auf als amorphe Thermoplaste. Die Verfügbarkeit von technischen teilkristallinen Thermoplasten für das Thermoformen ist daher bislang stark begrenzt, was die Entwicklung technischer Thermoformbauteile hemmt.Es konnte gezeigt werden, dass eine Strahlenvernetzung die Schmelzesteifigkeit sowie das dehnrheologische Verhalten von PA12 und damit den Thermoformprozess maßgeblich beeinflusst. Die erhöhte Schmelzesteifigkeit verhindert starken Durchhang und Abtropfen während des Aufheizens, das elastisch dominierte Verhalten der Schmelze reduziert die Gefahr der Faltenbildung. Dies hat ein vergrößertes Verarbeitungstemperaturfenster zur Folge. Weiterhin führt die Vernetzung zu dehnverfestigendem Verhalten, das wiederum zu homogeneren Wanddicken, insbesondere bei Geometrien mit großen Verstreckverhältnissen führen kann.Ziel des Transferprojekts ist es die Erkenntnisse aus dem Vorgängerprojekt weiterzuentwickeln und anhand eines Demonstrators, der ein technisches Mehrweg-Transporttray für Elektromotorenteile darstellt, in die Anwendung zu übertragen. Großflächige Trays sind i.d.R. für das Thermoformen prädestiniert. Allerdings können verfügbare amorphe Thermoformmaterialien vielen Anforderungen an technische Trays nicht gerecht werden. So ist bei Trays die Bauteile aus dem Spritzgießprozess aufnehmen sollen eine hohe Wärmeformbeständigkeit nötig. Zudem ist für eine Mehrfachnutzbarkeit eine hohe Verschleißbeständigkeit gefordert. Trays für metallische Komponenten müssen zudem oft beständig gegen Medien, wie Fette und Öle sein. Diese Anforderungen sollen durch den Einsatz vernetzter teilkristalliner Thermoplaste erfüllt werden.Neben dem Übertrag der Erkenntnisse in den Maßstab einer industriellen Fertigung ergeben sich neue grundlegende Fragestellungen, wie die Frage der Übertragbarkeit der für PA12 erarbeiteten Ergebnisse auf andere Werkstoffe, wie andere Polyamide, Polyolefine oder Polyester. Zudem sollen Wechselwirkungen von z.B. Vernetzungsmitteln, Stabilisatoren oder Pigmenten und der energiereichen Strahlung untersucht werden. Hinzu kommen Untersuchungen zu den Einflüssen der Halbzeugherstellung auf die Verarbeitungs- und Bauteileigenschaften sowie zu den Auswirkungen des Thermoformens auf die Bauteileigenschaften. Der Bereich der untersuchten Eigenschaften soll unter anwendungsrelevanten Gesichtspunkten erweitert werden. Insbesondere im Bereich der relevanten Vorteile teilkristalliner Thermoplaste, nämlich dem Verschleißverhalten und der Medienbeständigkeit sollen Charakterisierungen erfolgen.
DFG-Verfahren
Sachbeihilfen (Transferprojekt)
