Projekte

Hochwertige Kunststoffbauteile aus Recyclingmaterialien – ROBUST reduziert Ausschuss und verbessert nachhaltig die Oberflächenqualität.

Das Reibschweißen ist eine Fügetechnik mit der sich Bauteile schnell und effizient fügen lassen. Es können dabei auch Werkstoffkombinationen gefügt werden, die mit konventionellen Scheißverfahren nicht zuverlässig gefügt werden können. Zu Projektbeginn existierten jedoch noch keine Bewertungskonzepte, mit der die Schwingfestigkeit reibgeschweißter Bauteile abgeschätzt werden konnten. Eine Anwendung der Bewertungskonzepte für lichtbogengeschweißte Verbindungen war nicht zielführend, da die versagenskritischen Kerben gänzlich unterschiedliche Charakteristika aufweisen. Nach Abschluss des Projekts steht nun eine Bewertungsmethodik zur Verfügung, mit der eine zuverlässige Bemessung möglich ist.

Im Fraunhofer-Leitprojekt „Waste4Future“ haben acht Fraunhofer-Institute neue Lösungen für das Abfallmanagement und die Kreislaufwirtschaft von Kunststoffen entwickelt. Das Hauptziel ist die Verbesserung des Recyclings von kunststoffhaltigen Abfällen, die zuvor verbrannt wurden. Das Fraunhofer LBF untersuchte intensiv den Alterungszustand von Kunststoffen, um die Sortierung basierend auf dem Schädigungsgrad zu optimieren. Die Ergebnisse zeigen, dass Polypropylen (PP) und Polyamid (PA) unterschiedliche Degradationsverhalten aufweisen, was für die Qualität der Rezyklate entscheidend ist.

Die Lithografie ist entscheidend für die Herstellung elektronischer Halbleiter. Neue Lacke (Resiste) mit hoher Sensitivität und Auflösung sind erforderlich, um die Bauteildichte zu erhöhen und die Massenproduktion zu bewältigen. Mit dem Projekt »IndiNaPoly« wollen Fraunhofer-Forschende die chemische Industrie unterstützen, um einen technologischen Vorsprung zu erzielen und neue Märkte erschließen zu können. Resisthersteller sind ein wichtiges Bindeglied in der Halbleiterindustrie. Hersteller von Spezialpolymeren und Halbleiter profitieren ebenfalls von den Ergebnissen.

Im FNR-Projekt »BioFlammschutz« wurden neuartige, biobasierte und umweltverträgliche phosphorhaltige Flammschutzmittel entwickelt. Diese sollen als ökologisch und ökonomisch vorteilhafte Alternative zu den derzeit verwendeten halogenhaltigen und ökotoxikologisch problematischen flammhemmenden Additiven dienen. Die neuen Flammschutzmittel wurden aus Baumwoll- und Holzzellulose und dem kostengünstigen Zuckeralkohol Erythritol mit einer am Fraunhofer LBF entwickelten Methode hergestellt. Ihre Eignung wurde exemplarisch mit dem Flammschutz von Polyolefinen und einem teilbiobasierten Polyamid gezeigt.

Recycling ist zunehmend gesellschaftlich wie wirtschaftlich wichtig. Im Bereich des Kunststoffrecycling gewinnt vor allem das Recycling von Polyolefinabfällen an Bedeutung. Ein starkes Hemmnis, insbesondere für deren Upcycling, stellen jedoch unzureichende Informationen zum molekularen Aufbau und vorhandenen niedermolekularen Verunreinigungen dar. Dieses kann durch die 2-dimensionale Flüssigchromatografie ideal adressiert werden, wozu auf Rezyklate zugeschnittenen Methoden entwickelt werden müssen. Dieser Problemstellung nimmt sich das Fraunhofer LBF im Rahmen des IGF-Projekts PORez an.

Das Projekt »VibraVoid« verfolgt das Ziel, das Phänomen der akustischen schwarzen Löcher (ABH) zur Beherrschung von (Mikro-)Vibrationen und Schockbelastungen in Raumfahrtstrukturen zu nutzen. Das Projektteam wird eine konstruktionswissenschaftliche Vorgehensweise zur Integration von ABHs in komplexe Systeme entwickelen.

Passive Handprothesen mit gelenkigen Fingern sind häufig wegen der geringen Kosten attraktiv für den Endnutzer. Im Fraunhofer Cluster of Excellence Programmable Materials (CPM) wird ein Finger für eine Handprothese entwickelt, welcher vier stabile Verformungszustände annehmen kann. Das Fraunhofer LBF, IWM, ITWM und IAP arbeiten im Projekt „ProFi“ zusammen, um die bisherige mehrteilige und verschraubte Lösung durch ein einzelnes programmierbares Metamaterial zu ersetzten, um den Montageaufwand zu verringern. Umgesetzt wurde dies mit einer Gelenkstruktur, welche nur einen rotatorischen Freiheitsgrad und einen geringen Biegeradius besitzt und mit bistabilen Einheitszellen verschaltet wird.

Kunststoffe müssen während der Schmelzeverarbeitung durch Prozessstabilisatoren, Antioxidantien, geschützt werden. Da es sowohl unter ökonomischen als auch ökologischen Gesichtspunkten nachteilig ist, pauschal „genug“ hinzuzufügen, wird die optimale Menge für neue Kunststofftypen in aufwändigen Versuchsreihen ermittelt. Online-Rheologische Messungen bieten hier das Potenzial zur Beschleunigung und damit die Möglichkeit, zur Restabilisierung beim mechanischen Recycling die Stabilisatorzugabe in Echtzeit auf die wechselnden Chargenzusammensetzungen anpassen zu können.

Gebäudedämmungen aus nachwachsenden Rohstoffen sind seit vielen Jahren Stand der Technik, haben aber immer noch einen kleinen Anteil auf dem Dämmstoffmarkt, da sie gegenüber mineralischen Produkten und geschäumten Kunststoffen Nachteile z. B. hinsichtlich des Brandverhaltens aufweisen können oder nicht in Form von selbsttragenden Platten verfügbar sind. In dem durch das BMWK geförderten Verbundprojekt »OrganoPor_Fassade« haben Experten aus dem Fraunhofer LBF neue biobasierte, halogenfrei flammgeschützte, selbsttragende Dämmstoffplatten weiterentwickelt, die in ein Wärmedämmverbundsystem integriert werden können.