Anwendungszentrum für Holzfaserforschung HOFZET®

Forschungsschwerpunkt

Kurzfaserverstärkte Compounds und Bauteile

Extrusion und Spritzguss

Bauteile aus faserverstärktem Kunststoff sind sehr stabil, eignen sich gut für umweltfreundliche Leichtbaulösungen und finden vielfach Verwendung, zum Beispiel als Büroartikel, Bauprodukt oder Fahrzeugkomponente. Nutzt man Naturfasern zur Verstärkung, schont das zusätzlich die natürlichen Ressourcen. Am HOFZET erforschen wir die vielfältigen Herstellungs- und Anwendungsmöglichkeiten von faserverstärkten sowie gefüllten und ungefüllten Thermoplasten bis hin zum fertigen Bauteil. Für Industriekunden entwickeln wir abgestimmt auf das Zielprodukt maßgeschneiderte Compounds, die rentabel und umweltverträglich sind, ohne die Prozesssicherheit bei einer Serienproduktion zu gefährden. Auf diese Weise entstehen nachhaltige Werkstoff- und Prozesslösungen, die sowohl der Wirtschaft als auch der Forschung dienen und dabei aktuellen gesellschaftlichen Ansprüchen gerecht werden.

 

© Foto Fraunhofer WKI | Christoph Habermann

Funktionsträgerwerkzeug mit 2K-Schälprüfkörper bei der Entformung der Hartkomponente Polypropylen (PP)

© Foto Fraunhofer WKI | Christoph Habermann

Spiegelplatte (Core-Back-Aufbau) des 2-Komponenten-Werkzeugs

© Foto Fraunhofer WKI | Christoph Habermann

Prozessdatenerfassung des Multifunktionswerkzeugs, u. a. zur Erfassung des Scherverhaltens

Im Rahmen vielfältiger Forschungsaktivitäten setzen wir verschiedene Faserarten wie zum Beispiel Carbon-, Glas- oder biobasierte Fasern ein. Der Einsatz von Fasern dient nicht nur der Materialverstärkung, sondern hilft gleichzeitig bei der Kosteneinsparung, da Fasern oftmals günstiger sind als das Ausgangsmaterial. Je nach Zielanwendung wird eine bestimmte Faserart mit passendem L/D-Verhältnis sowie spezifischer Größenverteilung ausgewählt. Hierbei gilt es, die Vorteile der einzelnen Verstärkungskomponenten unter technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten gezielt einzusetzen und Nachteile möglichst zu kompensieren. Derartig konzipierte (gefüllte oder faserverstärkte) Compounds und Blends, werden auf unseren Extrudern verarbeitet und schließlich auf unseren Spritzgießanlagen zu Probekörper bzw. Bauteilen weiterverarbeitet oder den jeweiligen Kunden zur Verfügung gestellt. Darüber hinaus ermöglicht die vorhandene Ausstattung eine Entwicklung und Kombination von Herstellungsmethoden vom Halbzeug bis zum fertigen Bauteil in nur einem Produktionsschritt.  

Im Zuge einer anwendungsorientierten Werkstoffentwicklung stehen sowohl die Charakterisierung des Verarbeitungsverhaltens dieser neuartigen Werkstoffe wie auch die Analyse der Zusammenhänge zwischen Materialzusammensetzung und Verarbeitungsverhalten im Vordergrund.

 

Spezielle Leistungsmerkmale

  • Entwicklung von angepassten, applikationsspezifischen Compounds für Produkte vom Automobilbau bis zur Logistik
  • Leichtbaulösungen aus Faserverbundwerkstoffen durch Verfahrenskombination von Spritzguss und Pressen
  • Abbildung sowohl der gesamten Prozesskette als auch Realisierung von einzelnen Prozessschritten:
  • Mechanische und rheologische Charakterisierung von Compounds
  • Extrusion von Profilen und Flachfolien
  • Organoblech Halbzeuge
  • Werkzeugentwicklung und Simulation
  • Mehrkomponenten Spritzguss (Vom In-Mold-Verfahren bis Hart-Weich-Anwendungen)
  • Spezifisch adaptierte Bauteilprüfungen
© Foto Fraunhofer WKI | Christoph Habermann

Naturfaserorganoblech mit Polypropylen (PP) hinterspritzt

© Foto Fraunhofer WKI | Christoph Habermann

Prüfkörper zur Ermittlung der Schälhaftung am Beispiel Polypropylen (PP) mit thermoplastischen Elastomeren (TPE)

Typische Werkstoffe

  • PLA, PA, PP, PE, PPS, PEEK
  • WPC, NFK, GFK, CFK