Kunststoffe werden während der Verarbeitung hohen Temperaturen und mechanischen Belastungen ausgesetzt. Ohne zugesetzte Additive kommt es dabei zum Abbau des Materials und zum Verlust der mechanischen Eigenschaften. Wissenschaftler des Fraunhofer LBF haben neue biobasierte Verarbeitungsstabilisatoren entwickelt, die über einfache Syntheseverfahren hergestellt werden können. Sie zeigen eine exzellente verarbeitungsstabilisierende Wirkung auf Polyolefine und könnten industriell etablierte, auf Erdöl basierende Stabilisatoren ersetzen. Darüber hinaus zeigen die neuen Antioxidantien eine geringe Flüchtigkeit und keine für den Menschen schädlichen Abbauprodukte. Sie sind daher besonders für Anwendungen in der Lebensmitteltechnik oder in der Pharmazie geeignet.

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Anwendungen
Lebensmittel, Funktionsteile, Medizin

Hot Topics
Biokunststoffe

Produktkategorie: Werkstoffe im Verbund, Wissenschaft und Beratung

Neue Verbundwerkstoffe für langlebige technische Anwendungen aus gebrauchten PET-Flaschen

Kunststoffabfälle und ein unsachgemäßer Umgang mit ihnen führen zu globalen Umweltproblemen. Dabei sind vor allem Verpackungskunststoffe problematisch, die nach einem kurzen Nutzungszyklus entsorgt werden oder in die Umwelt gelangen. Eine Antwort darauf ist es, aus kurzlebigen Kunststoffabfällen hochwertige Werkstoffe zu gestalten, die in langlebigen technischen Anwendungen einen neuen Einsatz finden. Im Forschungsvorhaben »UpcyclePET« entwickelt das Fraunhofer LBF zusammen mit der EASICOMP GmbH – einem Experten für langglasfaserverstärkte Thermoplasten – einen neuen und zugleich kostengünstigen Werkstoff auf Basis gebrauchter Getränkeflaschen aus PET (Polyethylenterephthalat). Potentielle Zielanwendungen liegen im Bereich automobiler Leichtbau-Teile, wie Motorlager oder Montageträger

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Upcycling von PET-Flaschen

Anwendungen
Strukturelemente, Under the hood

Zielprodukte
Komplexe Geometrie, fest

Hot Topics
Kreislaufwirtschaft, Leichtbau

Produktkategorie: Additive, andere, Stabilisatoren, Wissenschaft und Beratung

Neue Wege zu ultraleichten Kunststoffen.

Viele Anwendungen von Kunststoffen im Ultraleichtbau werden erst durch den Einsatz von Additiven erschlossen, welche es erlauben, das Eigenschaftsprofil von Kunststoffen für eine gewünschte Anwendung maßzuschneidern. So müssen beispielsweise Kunststoffe in vielen Fällen gegen den schädigenden Einfluss von Luftsauerstoff, Licht oder aggressiven Medien geschützt werden. Das Fraunhofer LBF entwickelt Methoden, damit auch ultraleichte Produkte, wie – Autoteile, Verpackungen oder Bauteile, – zuverlässig ihren vorgesehenen Einsatz leisten können.

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Hot Topics
Leichtbau

Produktkategorie: Werkstoffe im Verbund, Wissenschaft und Beratung

Numerische Lebensdauersimulation für Composites

Bei der Ermüdung von Bauteilen aus endlosfaserverstärkten Kunststoffen wirkt eine Vielzahl verschiedener Schädigungsmechanismen. Verschiedene Arten von Rissen führen zu Änderungen der lokalen Material- und Bauteilsteifigkeit, wodurch sich auch die Verteilung der Beanspruchung im Bauteil über die Belastungsdauer ständig verändert. Aktuelle Arbeiten am Fraunhofer LBF betrachten die Auswirkung mikroskopisch kleiner Risse auf die effektive Steifigkeit des Materialverbunds, um diese Umverteilungen bei der Entwicklung neuer Bauteil-Auslegungsmethoden noch besser berücksichtigen zu können.

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Anwendungen
Automobilbau, Industrie

Zielprodukte
Folie/Platte, Komplexe Geometrie, hochfest, fest

Hot Topics
Leichtbau

Produktkategorie: Wissenschaft und Beratung

Monitoring von Compoundier-Prozessen im Kontext Industrie 4.0.

Die kunststoffverarbeitende Industrie befindet sich im Umbruch. Auch wenn das Thema Industrie 4.0 für einen Großteil der kunststoffverarbeitenden Industrie und Anlagenhersteller noch sehr abstrakt erscheint, so passiert »hinter« den Kulissen eine ganze Menge. So wird mit der VDI/VDE 4000 eine Richtlinie geschaffen, die Unternehmen die Möglichkeit bietet, ihren individuellen Reifegrad im Kontext Industrie 4.0 zu bestimmen. Unternehmen sind dadurch in der Lage, wesentliche Schritte im Kontext der digitalen Transformation zielgerichtet einleiten zu können. Dies ist zwingen erforderlich, um zukünftig das eigene Unternehmen innerhalb einer digital geprägten Wertschöpfungskette integrieren zu können. Das Fraunhofer LBF erarbeitet dazu Methoden, welche Material- und Prozesseigenschaften erfassen, vorauswerten und zielgerichtet zur Verfügung stellen.

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Neue Richtlinie im Kontext Industrie 4.0

Hot Topics
Vernetzte Wertschöpfungskette

Produktkategorie: Sonstige thermoplastische Elastomere, Wissenschaft und Beratung, PUR-Elastomere

Temperaturabhängige Lebensdauerprognose für Elastomerbauteile

Elastomere kommen in vielen Anwendungsgebieten vorwiegend zur Dämpfung von Schwingungen zum Einsatz. Ihre Betriebstemperatur liegt i.d.R. zwischen -50 °C und 150 °C. Im Betrieb ist die Temperaturentwicklung jedoch nicht nur von der Umgebungstemperatur abhängig, sondern signifikant von der Eigenerwärmung aufgrund der dissipierten Energie unter zyklischer Belastung. Die dissipierte Energie wird maßgeblich durch die Materialeigenschaften beeinflusst. Die Temperaturerhöhungen wirken sich auf das mechanische Verhalten und somit auf die Lebensdauer aus und sollten deshalb im Auslegungsprozess Berücksichtigung finden. Die AiF-Projekte »Elasto-Opt I und II« wurden in Koorperation zwischen der Technischen Universität Darmstadt, der Universität der Bundeswehr München und dem Fraunhofer LBF bearbeitet und beschäftigten sich mit der Erfassung und Berücksichtigung dieser Temperaturabhängigkeit in der FEM-Simulation und den Methoden zur Lebensdaueranalyse. Das Ergebnis ist ein anwendungsreifes Konzept zur temperaturabhängigen Lebensdauerprognose von Elastomerbauteilen.

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Mehr Informationen zur Lebensdauerprognose für Elastomere

Anwendungen
Automobilbau, Industrie

Zielprodukte
Komplexe Geometrie, halbfest, flexibel/elastisch

Über uns

Firmenporträt

Mit dem Forschungsbereich Kunststoffe begleitet und unterstützt das Fraunhofer LBF seine Kunden entlang der gesamten Wertschöpfungskette von der Polymersynthese über den Werkstoff, seine Verarbeitung und das Produktdesign bis hin zur Qualifizierung und Nachweisführung von komplexen sicherheitsrelevanten Leichtbausystemen. Der Forschungsbereich ist spezialisiert auf das Management kompletter Entwicklungsprozesse und berät seine Kunden in allen Entwicklungsstufen. Hochleistungsthermoplaste und Verbunde, Duromere, Duromer-Composites und Duromer-Verbunde sowie Thermoplastische Elastomere spielen eine zentrale Rolle. Der Bereich Kunststoffe ist ein ausgewiesenes Kompetenzzentrum für Additivierungs-, Formulierungs- und Hybrid-Fragestellungen. Umfassendes Know-how besteht in der Analyse und Charakterisierung von Kunststoffen und deren Veränderung während der Verarbeitung sowie in der Methodenentwicklung zeitaufgelöster Vorgänge bei Kunststoffen.

Unsere Themen auf der K 2019: UpCycling von PET-Kunststoffen, Recycling halogenfrei flammgeschützter Kunststoffe, Additive, verständnisbasierte Produktentwicklung, rationale Materialentwicklung. Kreislaufwirtschaft, Technische Kunststoffe, Kunststoffadditivierung, Prozessentwicklung, Leichtbau, Nachhaltigkeit

Forschung mit System!
Das Fraunhofer LBF in Darmstadt entwickelt, bewertet und realisiert im Kundenauftrag maßgeschneiderte Lösungen für maschinenbauliche Komponenten und Systeme, vor allem für sicherheitsrelevante Bauteile und Systeme. Dies geschieht in den Leistungsfeldern Schwingungstechnik, Leichtbau, Zuverlässigkeit und Polymertechnik. Neben der Bewertung und optimierten Auslegung passiver mechanischer Strukturen werden aktive, mechatronisch-adaptronische Funktionseinheiten entwickelt und prototypisch umgesetzt. Parallel werden entsprechende numerische sowie experimentelle Methoden und Prüftechniken vorausschauend weiterentwickelt. Die Auftraggeber kommen aus dem Automobil- und Nutzfahrzeugbau, der Schienenverkehrstechnik, dem Schiffbau, der Luftfahrt, dem Maschinen- und Anlagenbau, der Energietechnik, der Elektrotechnik, dem Bauwesen, der Medizintechnik, der chemischen Industrie und weiteren Branchen. Sie profitieren von ausgewiesener Expertise der rund 400 Mitarbeitern und modernster Technologie auf mehr als 11 560 Quadratmetern Labor- und Versuchsfläche.

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Unternehmensdaten

Anzahl der Beschäftigten

101 - 500

Gründungsjahr

1938

Geschäftsfelder

Rohstoffe, Hilfsstoffe
Dienstleistungen für die Kunststoff- und Kautschuk-Industrie

Zielgruppen

Kunststoffwarenherstellung
Chemische Industrie
Maschinenbau
Fahrzeugbau / Luft- und Raumfahrt