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 4: Untersuchungen der NF-Compounds und Prüfkörper

Anschrift
Technische Universität Clausthal - Fakultät für Natur- und Materialwissenschaften - Institut für Polymerwerkstoffe und Kunststofftechnik
38678 Clausthal-Zellerfeld
Agricolastr. 6
Kontakt
Prof. Dr.-Ing. Gerhard Ziegmann
Tel: +49 5323 72-2090
E-Mail: ziegmann@puk.tu-clausthal.de
FKZ
22005811
Anfang
01.07.2011
Ende
30.06.2014
Aufgabenbeschreibung
In diesem Teilprojekt werden alle für die spätere Simulation notwendigen rheologischen und thermischen Eigenschaften ermittelt. Ausgangspunkt dafür sind die in TP 4 produzierten Compounds, sowie kommerziell beschaften NF-Compounds und die PP-Basiswerkstoffe. In diesem Teilprojekt wird eine Vielzahl von Werkstoffeigenschaften ermittelt, entweder durch Versuche oder durch Rückgriff auf die Daten der Hersteller. Das Problem bei der rheologischen Charakterisierung ist die Tatsache, dass sich viele der NF-Compounds bei einer Untersuchung in einem Kapillarrheometer, wie es standardmäßig in der Kunststoffindustrie üblich ist, keine verwertbaren Ergebnisse ergeben werden. Alle rheologischen Untersuchungen werden am komplett am PuK durchgeführt. Als zusätzliche Option kommt noch das sogenannte Re-Engineering hinzu, bei dem iterativ zwischen Spritzversuchen Werkstoffparameter generiert werden. Ebenfalls finden die Daten Einzug in die Simulationen an der University of Wisconsin - Madison (UWM). Es wird dabei nötig sein, verschiedene Analytikmethoden zu kombinieren,wobei neben den Hochdruckkapillarrheometer- auch rotatorische bzw. oszillierende Rheometer- und Fließspiraluntersuchungen genutzt werden. Aus der Gesamtheit der Prüfungen lassen sich dann zusammenhängende Viskositätsdiagramme erstellen, die den kompletten Schergeschwindigkeitsbereich für die Simulation abdecken. Die ausgewerteten Daten werden dann von M-Base und Ford verwendet und finden Einzug in die Modellbildung an der UWM.
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 betreffenden TV 4 wurden insbesondere die thermischen und rheologischen Kennwerte an allen im Verbundvorhaben eingesetzten Naturfasern und Naturfasercompounds mittels Thermogravimetrischer Analyse (TGA), Dynamischer Differenzkalorimetrie (DSC) und Dynamisch-Mechanischer Analyse (DMA) ermittelt. Außerdem wurden materialspezifische Parameter wie die Wärmeleitfähigkeit oder -kapazität in einem Hochdruckkapillar-Rheometer gemessen. Parallel dazu erfolgte die Bestimmung der Fließweglängen der Naturfaser-Compounds mittels Spiralwerkzeug. Hierbei wurden neben den Einflüssen von Spritzgussdruck und Spritzgusstemperatur sowie Werkzeugtemperatur auch die Auswirkungen von Fasergehalt, Faserlänge und -herkunft betrachtet. Es zeigte sich, dass beispielsweise die Erhöhung der Prozesstemperatur eine lineare Abhängigkeit der Fließweglänge ergibt. Dies gilt unabhängig von der Werkzeugtemperatur. Wie erwartet lieferte ein höherer Fasergehalt auch eine signifikant niedrigere Fließweglänge, wohingegen längere Verstärkungsfasern nur eine geringere Erhöhung der Fließweglänge zur Folge hatten. Auch konnte festgestellt werden, dass Hanf- und Flachsfasern etwa dasselbe Fließverhalten aufwiesen, welches niedrigere Fließweglängen ergab als das von Weizenstroh, Kenaf oder Holzfaser. Die ermittelte Fließweglänge von Sisal hingegen ergab einen etwas höheren Wert als bei den anderen Naturfaserarten.

neue Suche

Förderprogramm Nachwachsende Rohstoffe
Förderprogramm "Nachwachsende Rohstoffe"
Leitfaden Förderung
Leitfaden für das Einreichen von Skizzen und Anträgen im Rahmen des BMEL-Förderprogramms Nachwachsende Rohstoffe
Förderportal des Bundes
easy-Online
Formularschrank des BMEL
Broschüre Förderung und Entlastung für Waldbesitzer
Girls Day am 26. März 2020
Basisdaten Nachwachsende Rohstoffe
Präsentation zum BioConceptCar
Bauer Hubert
Die nachwachsende Produktwelt
Diese Internetseite verwendet Cookies, um die Nutzererfahrung zu verbessern und den Benutzern bestimmte Dienste und Funktionen bereitzustellen. Details
Cookies erlauben