Presseinformationen

Die Sensibilität in der Gesellschaft für wachsende Müllberge steigt. Für Aufsehen sorgen vor allem Meldungen über die zunehmende Verschmutzung der Weltmeere mit Plastikabfällen. Immer noch weit verbreitet und wenig akzeptiert ist zudem das Verbrennen von Kunststoffabfällen. Stattdessen kann sich eine Wiederverwertung lohnen, wie ein laufendes Forschungsvorhaben am Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF zeigt. Dies gilt auch für flammgeschützte Kunststoffanwendungen, die aus Umweltgründen zunehmend mit halogenfreien Flammschutzmitteln ausgerüstet werden. Näheres hierzu präsentiert das Institut auch auf der Compounding World Expo 2018 in Essen vom 27. bis 28. Juni am Stand 707.

Kunststoffe erobern die Erde - leider nicht immer zu ihrem Vorteil, wie die zunehmenden Meldungen über Plastikmüll verheißen. Dass sich demgegenüber das Upcycling von PET-Flaschen und das Recycling von flammgeschützten Kunststoffen wirtschaftlich und zum Schutz der Umwelt lohnen, zeigen zwei aktuelle Forschungsprojekte am Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF. Näheres hierzu präsentiert das Institut auf der Compounding World Expo 2018 in Essen vom 27. bis 28. Juni am Stand 707. Einen weiteren Schwerpunkt bilden neue Verfahren in der Prozesstechnik unter dem Stichwort Industrie 4.0. So sorgt ein auf intelligenten Sensorknoten basierendes Überwachungssystem für am Beispiel eines Doppelschneckenextrudern dafür, dass vernetzte, autonome Arbeitsprozesse zuverlässig ablaufen. Mit einem anderen patentierten Verfahren lässt sich die Korrosivität von Kunststoffschmelzen schnell bestimmen und zukünftig zur Vermeidung von Stillstandzeiten beitragen.

Der aktuell größte Treiber für Innovationen ist die Informationstechnologie. Schon heute kommunizieren moderne Produktionssysteme mit ihrer Umgebung und organisieren sich selbst: Industrie 4.0 ist auf dem Vormarsch. Cyber-physikalische Systeme (CMS) sind die stillen Helden dieser Entwicklung. Prognosen besagen, dass sie die weltweite Produktion bestimmen werden. Dabei sorgen intelligente Sensoren zur Überwachung und Regelung von Produktionsprozessen dafür, dass vernetzte, autonome Arbeitsprozesse zuverlässig ablaufen. Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF haben diese Technologien im Rahmen des Projekts „ImProcess4.0“ genutzt und ein auf intelligenten Sensorknoten basierendes Überwachungs- und Optimierungssystem für Mischverfahren mit Doppelschneckenextrudern entwickelt. Das Ergebnis: Schäden werden früher erkannt, der Verschleiß reduziert und Wartungs- sowie Reparaturtermine optimiert.

Das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF feiert 2018 sein 80-jähriges Bestehen. Seit der Gründung 1938 steht es für sicheren Leichtbau in kommerziellen Produktanwendungen. In zahlreichen Projekten werden seitdem Fragestellungen der Zuverlässigkeitsbewertung, der Reduktion von Schwingungen und Lärm sowie der maßgeschneiderten Gestaltung von Werkstoff- und Struktursystemen bearbeitet. Im Fokus der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten stehen hierbei intelligente Leichtbaulösungen für lasttragende Strukturen.

Ein neu gestartetes Forschungsvorhaben „UpcyclePET“ entwickelt ein innovatives Verfahren für eine hochwertige Kreislaufnutzung von Polyethylenterephthalat (PET). Dieses ermöglicht die Verwertung von PET-Abfällen aus gebrauchten Getränkeflaschen als Industriekunststoff und reduziert dadurch den Verbrauch von neuwertigem Kunststoff auf Basis von Polyamid. Das Projektteam besteht aus der Firma EASICOMP GmbH, dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF und dem Öko-Institut.

Kooperieren und vernetzen - so lautet die zeitgemäße Antwort auf immer komplexer werdende technische und wissenschaftliche Fragestellungen unserer Zeit. Aus diesem Grund bündeln jetzt die Fraunhofer-Institute für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP, für Werkstoffmechanik IWM und für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF ihre Kompetenzen. Sie bieten damit ein umfassendes Portfolio für eine ganzheitliche Werkstoffcharakterisierung von Kunststoffen und Faserverbunden für die Bauteilauslegung an. Die Kooperation umfasst sowohl den wissenschaftlichen Forschungsansatz als auch die industrielle Anwendbarkeit der erzielten Lösungen. Vorteil dieser Vernetzung: Kunden erhalten nicht einzelne Bausteine für ihre Auslegungs- und Bemessungsmethodik, sondern ein zusammengeführtes validiertes Konzept. In ihrer neuen Kooperation sind die drei Institute offen für die Zusammenarbeit mit Partnern, mit denen sie in gemeinsamen Projekten herausfordernde wissenschaftliche Fragestellungen bearbeiten können.

Wie sich dank gezielter Zusammenarbeit ein serienmäßiges Pkw-Hybridbauteil optimieren lässt, beweisen auf der JEC World Composite Show in Paris im März das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Darmstadt und das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, Aachen: Sie haben mit Industriepartnern als Demonstrator einen Multi-Material-Dachspriegel entwickelt, den die Forscher erstmals auf dem Gemeinschaftsstand des Aachener Zentrums für integrativen Leichtbau AZL, Halle 5/C55 präsentieren.

Jedes Kilo zählt: Um das Gewicht von Flugzeugen weiter zu reduzieren, greifen Konstrukteure vermehrt zu kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffteilen (CFK). Entscheidend ist es, die Zuverlässigkeit dieser Komponenten im Flugbetrieb nachzuweisen. Dank eines neuartigen Strukturüberwachungssystems für eine Flugzeug-Rumpfstruktur hat nun das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in Zusammenarbeit mit zwei weiteren Fraunhofer-Instituten diesen Nachweis erbracht. Die Wissenschaftler entwickelten im Rahmen des europäischen Luftfahrtforschungsprojektes Clean Sky ein Messkonzept, das sie in einem Flugzeugrumpf installierten und erprobten. Mithilfe von optischen Messfasern und piezo-basierten Sensoren konnten sie die realen Lasten in großer Höhe ermitteln und die Struktur überwachen. Basierend auf diesen Ergebnissen ist es nun möglich, Komponenten zu optimieren und damit Gewicht zu sparen. Darüber hinaus können diese Leichtbauteile auch länger in Betrieb bleiben.

Die Elektromobilität nimmt immer mehr Fahrt auf und in Verbrennungsmotoren steigen die Temperaturen. Deshalb erwartet die Automobilindustrie einen verstärkten Forschungs- und Entwicklungsbedarf insbesondere bei Spezial- und Hochleistungselastomeren. Auf diese Herausforderungen hat das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF reagiert und die neue Arbeitsgruppe „Elastomertechnologie“ im Forschungsbereich Kunststoffe ins Leben gerufen. Sie soll das umfangreiche Instituts-Portfolio auf die gesamte Wertschöpfungskette von Elastomerbauteilen erweitern. Dazu wird die Arbeitsgruppe über ein anwendungsnahes Technikum zur Formulierung und Formgebung von Elastomeren verfügen. Daraus ergeben sich neue Synergien mit den bisherigen Kompetenzfeldern des Bereichs Kunststoffe, beispielsweise der chemischen und physikalischen Charakterisierung sowie der Funktionalisierung und Additivierung polymerer Werkstoffe. Mit dieser neuen Aufstellung kann das Fraunhofer LBF seinen Industriekunden insbesondere der Kautschuk- und Gummi-Industrie zukünftig ein umfangreiches Angebot in der angewandten Forschung sowie der praxisnahen Prüfung bieten.

Als Haftvermittler zwischen Polyolefinen und polaren Oberflächen besitzen funktionalisierte Polyolefine eine große wirtschaftliche Bedeutung. Trotz jahrzehntelanger Bemühungen fehlten bisher analytische Methoden, die ein umfassendes Verständnis der Materialien und eine schnelle Bewertung ihrer Wirksamkeit, beispielsweise im Rahmen einer Wareneingangskontrolle, ermöglichen. Eine jetzt am Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF entwickelt chromatographische Methode erlaubt es zum ersten Mal, systematische Struktur-Eigenschaftsbeziehungen für diese Materialien zu erarbeiten und sie ist sehr nützlich für die Entwicklung effizienterer Funktionalisierungsprozesse. Die analytischen Informationen sind darüber hinaus in hohem Maße relevant für die Materialentwicklung und das Verständnis von Materialversagen.