AiF-Veröffentlichungen

Wenn sich mehrere, meist mittelständische Unternehmen zusammentun, um ein branchenspezifisches oder -übergreifendes Problem zu lösen oder eine Idee zu erforschen, dabei von einer der AiF-Forschungvereinigungen mit Know-how unterstützt werden, dann nennt man das Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF). Auf den nachfolgenden Seiten veröffentlichen wir die Ergebnisse aus abgeschlossenen IGF-Forschungsvorhaben und stehen Ihnen für weitere Informationen natürlich gerne zur Verfügung.

Lebensdauerbewertung von geschweißten Verbindungselementen unter Montagevorspannung

Zuschussgeber: BMWi / IGF-Nr. 20818 N Forschungsstelle 1: Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Forschungsstelle 2: Technische Universität Darmstadt, Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik Fachgebiet Werkstoffmechanik, IFSW Bearbeiter und Verfasser: A. Jöckel (LBF), B. Möller (LBF), H. T. Beier (IFSW), P. Yadegari (IFSW)

Geschweißte Verbindungselemente, wie Bolzen und Muttern, werden zunehmend für zyklisch belastete und konstruktiv wichtige Bauteile eingesetzt. Der stetig wachsende Anwendungsbereich umfasst neben vielen anderen auch den Automobilbau zur Verbindung von Fahrwerkskomponenten. Die Schwingfestigkeit gilt als ein wesentliches
Kriterium für die Auslegung von geschweißten Verbindungselementen. Derzeit gibt es keine allgemein gültigen Regeln für den rechnerischen Nachweis der Schwingfestigkeit von belasteten geschweißten Verbindungselementen, insbesondere unter zusätzlicher
Berücksichtigung der Montagevorspannung.

Phänomenologische Strategie zur Berücksichtigung prozessspezifischer Materialeigenschaften in der simulativen Auslegung von additiv gefertigten Kunststoffbauteilen

Tamara van Roo und Felix Dillenberger, Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit (LBF), Mechanik und Simulation, Bereich Kunststoffe, Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Schlossgartenstraße 6, 64289 Darmstadt

Das Ziel dieses Projekts war es, eine systematische Auslegungsstrategie für im SLS-Verfahren hergestellte Polymerbauteile zu entwickeln. Hierbei sollte ein Materialmodell zum Einsatz kommen, welche bereits in FE-Solvern implementiert ist.

Warum versagen Beschichtungen in korrosiven Kunststoffschmelzen?

Dr. Bernd Steinhoff*, Dr. Herbert Scheerer** * Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit (LBF), Bereich Kunststoffe, Schlossgartenstr. 6, 64289 Darmstadt ** Technische Universität Darmstadt, MPA-IfW Darmstadt, Zentrum für Konstruktionswerkstoffe, Staatliche Materialprüfungsanstalt Darmstadt, Fachgebiet und Institut für Werkstoffkunde, Grafenstraße 2, 64283 Darmstadt

Ziel des Vorhabens war es, die Nachhaltigkeit von Werkzeugformen mittels Beschichtun­gen bei der Verarbeitung von korrosiven Formmassen zu verbessern, um die Wirtschaft­lichkeit von kleinen und mittleren Unternehmen (kmU) zu stärken. Trotz deutlicher Stei­gerung der Beständigkeit der Werkzeugformen kann es durch initiale Schichtbeschädi­gungen und weiteres Voranschreiten zu einem Schichtversagen und somit zu Schäden bis hin zum Ausfall von Verarbeitungsmaschinen kommen.

Flammgeschütze Kabelmäntel mit verbesserten Langzeiteigenschaften durch Aufklärung von Wechselwirkungen zwischen nanoskaligen Füllstoffen und Verarbeitungs- oder Langzeitstabilisatoren (NanoFLAME)

IGF-Vorhaben-Nr. 20725 N, Laufzeit: 01.06.2019 - 30.09.2022, Autoren: Michael Großhauser, Guru Geertz, Elke Metzsch-Zilligen, Erik Westphal - Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

Kunststoffe für Kabelmäntel und Drahtisolierungen müssen üblicherweise hohe Anforderungen erfüllen, und zwar über möglichst viele Jahrzehnte der Nutzung. Die dafür notwendigen Materialeigenschaften des Kunststoffes werden durch Zuschlagstoffe gezielt eingestellt, beispielsweise das Verhalten im Brandfall. Durch das Inkrafttreten der harmonisierten Norm hEN 50575:2017 werden die nötigen Brandschutzauflagen durch klassische Kabelformulierungen nicht mehr erreicht – Abhilfe schafft der Zusatz von Schichtsilikaten. Durch deren Zugabe wird jedoch die Langzeitstabilität dieser Formulierungen stark negativ beeinträchtigt. Ein Problem, für das die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF näher untersucht, Verständnis generiert und Lösungen für eine erhöhte Langzeitstabilität bei gleichzeitig unbeeinträchtigtem Brandverhalten entwickelt. ...

Laboratory method for the evaluation of the chemical compatibility of container materials based on polyethylene against crop protection formulations

Martin Böhning - Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung, Harald Oehler - Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Maximilian Thuy - Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung, Ute Niebergall - Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung, Ingo Alig - Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Niels Brauch - Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

Damage due to slow crack growth (SGC) is a typical mode of failure for components and packaging made from polyethylene (PE). Usually, this crack growth originates from a local stress concentration caused by an external load, local defect or notches, or a combination of those. ...

Labormethode zum Nachweis der chemischen Verträglichkeit von Behälterwerkstoffen aus Polyethylen gegenüber Pflanzenschutzformulierungen

Martin Böhning - Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung, Harald Oehler - Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Maximilian Thuy - Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung, Ute Niebergall - Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung, Ingo Alig - Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Niels Brauch - Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

Versagen durch langsames Risswachstum ist eine typische Versagensart für Bauteile und Verpackungen aus Polyethylen (PE). In der Regel geht dieses Risswachstum von einer lokalen mechanischen Spannungskonzentration aus, die durch äußere Einwirkung, lokale Fehlstellen oder Kerben oder der Kombination aus beidem bedingt ist. ...

Entwicklung von hochpräzisen und langzeitstabilen Gelpermeationschromatografie-Methoden (GPC-Methoden) für Hochleistungsthermoplaste (HLTP) unter Verwendung von graphitbasierten stationären Phasen

Jan-Hendrik Arndt, Tibor Macko, Robert Brüll

Im Rahmen des IGF-Vorhabens 20576 N sollten Methoden für die Größenausschlusschromatografie von Hochleistungsthermoplasten (PAEK, LCP, PPS) ausgearbeitet werden.

Bewitterungszyklen mit hoher Signifikanz für Kunststoffe und Beschichtungen in der kühlgemäßigten Klimazone

Dipl.-Ing. (Phys.) Harald Oehler, Dr. Matthias Werner

In einem AiF-Kooperationsprojekt der Fraunhofer-Institute LBF und IPA wurde untersucht, ob die aus dem Vergleich zwischen dem „Neuen Protokoll“ und langjährigen Wetterdaten aus Florida ableitbaren Zusammenhänge auf andere Klimazonen übertragbar sind und für die Entwicklung standortspezifischer Laborbewitterungsprotokolle genutzt werden können. Dies wurde exemplarisch für die kühl-gemäßigte Klimazone am Standort Stuttgart überprüft.

Entwicklung einer analytischen Methode zur quantitativen Bestimmung von modernen Stabilisatoren und deren Abbauprodukten in Thermoplasten

Jan-Hendrik Arndt, David Kot, Tibor Macko, Robert Brüll

Im Rahmen des Forschungsvorhabens 19826 N wurde eine Methode entwickelt, die es effizient erlaubt Stabilisatoren und deren Abbauprodukte aus Thermoplasten zu extrahieren und zu quantifizieren.

Neue Strategien zur Reduzierung des Füllstoffgehalts wärmeleitender Kunststoffcompounds

Dr. Frank Schönberger, Shilpa Khare

Die Zielsetzung des Forschungsvorhabens »HEATCOP« liegt auf der Reduzierung des Füllstoffgehalts bzw. Verbesserung kunststofftypischer Eigenschaften (wie Schlagzähigkeit, Fließfähigkeit, etc.) und nicht auf einer weiteren Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit.

Mehraxiales Kriechverhalten von Thermoplasten unter Temperatureinfluss (ThermoCreep)

Dr. Felix Dillenberger, Dr. Vladimir A. Kolupaev

Das Ziel des Projekts ist die Vorhersage viskoelastischen Effekte in thermoplastischen Bauteilen unter 3D-Belastung und Temperatureinfluss. Zur Analyse der Kriecheigenschaften wurden zwei unverstärkte Thermoplaste ausgewählt, die sich unterschiedlich unter Zug- und Druck verhalten.

Ultraglatte antiadhäsive Werkzeugbeschichtungen für Kunststoffformgebungs- und Folienverarbeitungsprozesse (Glanzform)

Dr. Bernd Steinhoff (Fraunhofer LBF), Dr. Frank Burmeister (Fraunhofer IWM), Dr. Martin Keunecke (Fraunhofer IST)

In diesem Forschungsvorhaben wurden antiadhäsive Beschichtungen für Kunststoffformgebungswerkzeuge weiterentwickelt und in ihrem Schichtwachstum und der sich ausbildenden Topografie so gesteuert, dass die hohen Oberflächenqualitäten bzw. Glanzgrade des unbeschichteten Werkzeugs erhalten bliebe.

Ursachen und Mechanismen der Belagbildung und der Adhäsion von Kunststoffschmelzen auf Stahloberflächen

Neue biodegradierbare Polymerkomposite für Hartgewebeimplantate: Materialentwicklung und Verarbeitung

Finite-Element-Validation A New Method for Finite Element Validation in Crashworthiness Analysis using Optical Sensors

Recycling von Polymilchsäure und Verwendung der recycelten Polymilchsäure für Verpackungsanwendungen

Pulverentwicklung für das Rapid Manufacturing mit dem 3D-Druck-Verfahren

Quantitative Pyrolyse-Gaschromatographie-Massenspektrometrie-Kopplung zur Bestimmung der chemischen Zusammensetzung vernetzter Polymere

Beschreibung der durch Medienmigration in Kunststoffbauteilen induzierten Quellspannungen

Schnelle quantitative Faserstrukturanalyse mittels Computertomografie