Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

 

Verbundvorhaben: Werkstoff- und Fließmodelle für naturfaserverstärkte Spritzgießmaterialien für den praktischen Einsatz in der Automobilindustrie; Teilvorhaben 3: Herstellung der Faser-Polymer-Compounds und Prüfkörper

Anschrift
Hochschule Hannover - Fakultät II - Maschinenbau und Bioverfahrenstechnik - Abt. Bioverfahrenstechnik
30453 Hannover
Heisterbergallee 12
Kontakt
Prof. Dr.-Ing. Hans-Josef Endres
Tel: +49 511 9296-2212
E-Mail: hans-josef.endres@hs-hannover.de
FKZ
22005711
Anfang
01.07.2011
Ende
30.06.2014
Aufgabenbeschreibung
Die Firma Ford hat das erklärte Ziel, mehr NFK einzusetzen. Daher sollen umfangreiche Untersuchungen an verschiedenen NF Compounds durchgeführt werden. Ziel ist es, innerhalb der Projektlaufzeit ein realistisches Serienteil aus NFK komplett durchzurechnen und den Nachweis der Verwendbarkeit in der Serie zu erbringen. Bei der Fachhochschule Hannover werden alle im Labormaßstab benötigten Compounds nach Versuchsplan hergestellt. Die hergestellten und ausgewählten am Markt erhältlichen Compounds werden auf einer Spritzgießmaschine zu Probekörpern verarbeitet. Auch hier sollen zunächst geeignete Prozessparameter gefunden werden. Die hergestellten Probenkörper sind Input für die weiteren Teilprojekte.
Ergebnisdarstellung
Im Verbundvorhaben wurden für unterschiedliche Naturfaser-Compounds belastbare Informationen für die Verarbeitung und Konstruktion von Bauteilen erarbeitet, die umfangreiche morphologische Charakterisierungen sowie alle Aspekte der Werkstoffprüfung und Modellierung, bis zur Visualisierung von Ergebnissen beinhalten. Beispielhaft konnte für ein Bauteil die vollständige Konstruktionskette bis hin zur Crash-Simulation nach Richtlinien der Automobilindustrie erfolgreich ausgeführt werden. Für weitere Werkstoff-Kombinationen wurden die Grundlagen geschaffen. Im Teilvorhaben 3 wurden die Untersuchungen zur Herstellung der Faser-Polymer-Compounds und der Prüfkörper durchgeführt. Die extrusionstechnischen Compoundierversuche wurden auf einem modular aufgebauten gleichläufigen Zweischnecken-Extruder der Firma KraussMaffei durchgeführt. Um die Projektanforderungen bzgl. möglichst einheitlicher Verfahrensbedingungen bei dem breiten Spektrum unterschiedlichster Naturfasern extrusionstechnisch umzusetzen, wurde eine spezielle Extruderschneckengeometrie konzipiert, mit deren Hilfe es möglich war sowohl feine Kurzfasern, als auch Pellets aufzuschließen und homogen einzuarbeiten. Alle im Projekt geplanten Compounds konnten erfolgreich hergestellt werden. Durch die Anpassung der Schneckengeometrie war es möglich, sowohl die Cellulosefasern einzuarbeiten, als auch die in Pelletform angelieferten Hanf-, Flachs- und Kenaffasern, homogen und agglomeratfrei einzuarbeiten. Die erzeugten Compounds wurden auf einer KraussMaffei Spritzgießmaschine zu Normprüfstäben nach ISO 3167 und zu Prüfplatten verarbeitet. Aufgrund der unterschiedlichen Viskositäten wurden die Compounds bei der Prüfplattenherstellung in drei Fließkategorien eingeteilt, in denen bis auf den Einspritzdruck alle weiteren Verfahrensparameter konstant gehalten wurden, um möglichst wenig prozessbedingte Einflussfaktoren zu erhalten. Alle Compounds konnten somit zu den benötigten Prüfkörpern verarbeitet werden.

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