Polypropylen Bauteile mit verbesserten mechanischen Eigenschaften durch Anpassung der Morphologien (T10# (Antr.T04))

• Fachliche Zuordnung: Mechanische Verfahrenstechnik ; Fügetechnik und Trenntechnik
• Förderung: Förderung von 2023 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 61375930

Polypropylen ist ein Standardpolymer, das sich auf dem Markt des laserbasierten Pulverbettschmelzens noch nicht vollständig durchgesetzt hat, da die vorhandenen Systeme das Potenzial des Materials noch nicht im vollen Umfang ausschöpfen. Hier setzen die Ziele des Transferprojekts an, die vor allem die Verbesserung der mechanischen Leistungsfähigkeit von Polypropylen-Bauteilen durch gezielte Mikro- und Makrostrukturmodifikation beinhalten. So werden Nukleierungsmittel eingesetzt, um die Kristallisationsmodifikation und die Sphärolithgröße des Bauteils einzustellen. Zunächst wird das Kristallisationsverhalten bestimmter ausgewählter Nukleierungsmittel analytisch unter Prozessbedingungen untersucht, um sicherzustellen, dass die Phasen unter Prozessrandbedingungen stabil sind. Anschließend werden Prozessuntersuchungen mit ausgewählten Systemen durchgeführt und die mechanischen Eigenschaften analysiert. Anhand dieser Ergebnisse werden die geeigneten Modifikationen für Polypropylen im laserbasierten Pulverbettschmelzen ermittelt. Weiterhin wird eine allgemeine Aussage über den Einfluss der Mikrostruktur getroffen. Da die gesamte Prozesskette beginnend mit der Materialherstellung dargestellt ist, kann die chemische Struktur des Polypropylens durch in situ- Synthese (heterophasische Copolymere, Terpolymer aus Propylen-1-Buten-Ethylen) und ex situ (mechanische Compoundierung) eingestellt werden. Dies ermöglicht eine grundlegende Untersuchung der Auswirkungen der verschiedenen Ansätze zur Einarbeitung der elastischen Komponenten in die Polypropylenmatrix auf den Prozess und des Bauteilverhaltens. Außerdem erlaubt die maßgeschneiderte Materialherstellung die Untersuchung verschiedener elastischer Komponenten, so dass das System speziell auf die Bedürfnisse zugeschnitten werden kann. Insgesamt ist es möglich, die mechanischen Eigenschaften dieses komplexen Materialsystems voll auszuschöpfen und neue Anwendungen zu erschließen, die insbesondere ein duktiles Materialverhalten erfordern.

• DFG-Verfahren: Sonderforschungsbereiche (Transferprojekt)
• Teilprojekt zu: SFB 814: Additive Fertigung
• Antragstellende Institution: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
• Unternehmen: Basell Polyolefine GmbH
• Teilprojektleiter: Professor Dr.-Ing. Dietmar Drummer