Düsseldorf / 16. Oktober 2019 - 23. Oktober 2019, 16.10.2019 - 23.10.2019
K 2019
Messe für Kunststoff und Kautschukindustrie
Halle 7 / SC01
Messe für Kunststoff und Kautschukindustrie
Halle 7 / SC01
Mit annähernd 300 000 Mitarbeitern gehört die Kunststoffindustrie zu den wichtigsten Branchen in Deutschland. Diese auch im internationalen Vergleich starke Position hat sich die Branche auch mit einem hohen Maß an Forschungsarbeit erworben. Auf der weltweit führenden Branchenmesse »K« präsentieren nun elf Fraunhofer-Institute innovative, nachhaltige und effiziente Ansätze, Lösungen und Entwicklungen für die Kunststoffverarbeitung.
Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR
Durch die Verwendung der Hochfrequenztechnik kann eine Vielzahl von Stoffen durchleuchtet werden, die im optischen Bereich nicht transparent sind. Gleichzeitig werden selbst kleinste Unterschiede im Material sichtbar, die im Röntgenbereich verborgen bleiben. Das Experimentalsystem SAMMI vom Fraunhofer FHR demonstriert diese Eigenschaften des bildgebenden Radars zur berührungslosen Detektion von Materialunterschieden in nichtmetallischen Volumenkörpern.
Auch kleinste Fremdkörper und Inhomogenitäten in Materialien, die für das menschliche Auge nicht transparent sind, können detektiert werden. In der folgenden Evolutionsstufe soll SAMMI die dielektrischen Eigenschaften von Stoffen automatisiert erkennen und anhand dieser Rückschlüsse auf die chemische Zusammensetzung der Messproben ermöglichen. Diese Funktion erlaubt ebenfalls die Klassifizierung von Verunreinigungen, z. B. in Lebensmitteln, oder die Erkennung und Identifikation von gefährlichen Substanzen und Substanzgemischen. Auf Basis einer Cluster-Algorithmik werden die dielektrischen Eigenschaften der Proben auf (Un-) Ähnlichkeiten untersucht, wodurch Fremdkörper eindeutig detektiert und angezeigt werden können.
Das System SAMMI wurde am Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR in Wachtberg mit dem Ziel entwickelt, dieses Verfahren zur Messung von Qualitätsabweichungen an schnell laufenden Produktionsstraßen einzusetzen. Daneben ist es als »Stand-Alone-Variante« verfügbar, um sowohl in Briefen oder kleinen Paketen Messer oder Sprengstoff, als auch Fremdkörper in Lebensmitteln, wie z.B. Schokolade, zu detektieren.
Haupteinsatzbereich von SAMMI
Kontakt: Christian Krebs
Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF
Atomlagenabscheidung ist ein wichtiges Beschichtungsverfahren, wenn es um die Funktionalisierung von nano-/mikrostrukturierten oder stark gekrümmten Substraten geht (Gitter, Linsen, Zylinder, Hauben). Plasmaunterstützte Prozesse sind vorteilhaft für temperaturempfindliche Substrate. Das strukturtreue Wachstum dieser Schichten ermöglicht gleichmäßige optische Funktionen entlang der gesamten inneren und äußeren Oberfläche der Kunststoffoptiken. Design-Know-how ergibt auch Komponenten mit gleichmäßigem Farbeindruck.
Kontakt: Adriana Szeghalmi
Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT
Im Projekt werden zwei verschiedene PLA-Typen mit unterschiedlichen Schmelztemperaturen zu einem selbstverstärkten PLA-Verbundwerkstoff (PLA SRPC) so kombiniert, dass das höher schmelzende PLA als verstärkende Faser in der niedriger schmelzenden Matrix eingebettet ist. Die daraus resultierende Materialsteifigkeit kann mit kommerziell verfügbaren selbstverstärkten Polypropylen (PP)-Verbundmaterialien konkurrieren. Damit lassen sich mechanisch anspruchsvolle Bauteile u. a. für den Automobil- und den Elektro-Haushaltsgerätesektor produzieren. Diese im industriellen Maßstab herstellbaren Verbundmaterialien stellen einen Meilenstein in der Entwicklung funktionalisierter, mechanisch hochfester, biobasierter Werkstoffsysteme dar. Zudem leistet die Entwicklung einen signifikanten Beitrag zur Kreislaufwirtschaft und ist in der Kategorie Nachhaltigkeit mit einem Award ausgezeichnet worden.
Biobasierte, selbstverstärkende Kunststoffe
- Selbstverstärkte PLA-Platte
- Maßgeschneiderte PLA-Mischung
- Stahlverbindungskonstruktionen
Kontakt: Kevin Moser
Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM
Das Exponat zeigt einen Gestensensor, dessen Funktionsschichten, die Elektroden, aus einem speziellen Polymerkomposit hergestellt wurden.
Kontakt: Arne Haberkorn
Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF
Kurzlebige Kunststoffabfälle, z. B. Verpackungsfolien, verschmutzen die Umwelt. Eine Lösung wäre 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 Werkstoff auf Basis gebrauchter Getränkeflaschen aus PET (Polyethylenterephthalat). Potentielle Zielanwendungen liegen im Bereich automobiler Leichtbau-Teile.
Kontakt: Shilpa Khare
Fraunhofer-Institut für Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-Institut WKI
Forscher des Fraunhofer-Instituts für Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-Institut WKI präsentieren Gemüsebehälter, die aus bis zu 25 Prozent Holzfasern bestehen. Transport- und Lagerbehälter aus Polypropylen sind in der Industrie sowie im Groß- und Einzelhandel jeden Tag millionenfach im Einsatz. Die Forschenden am WKI haben herausgefunden, wie man die Behälter nachhaltiger, leichter und stabiler machen kann – bei gleichbleibenden Produktionskosten. Ihr Know-how über Materialforschung und Spritzgusstechnik möchten die Forschenden künftig auch auf andere Produkte übertragen.
Kontakt: Carsten Aßhoff
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
Mikrofluidische Systeme werden für den Transport, die Filterung und Mischung von kleinsten Flüssigkeitsmengen im Mikro- und Pikoliterbereich verwendet. Die Nutzung von hochpräziser Laserstrahlung eröffnet neue Potentiale zur Herstellung von maßgeschneiderten mikrofluidischen Bauteilen. Die Erzeugung der komplexen Kanalstrukturen sowie der Zuschnitt des Chips werden mittels CO2-Laserstrahlung realisiert. Die mediendichte Verschweißung des Chips erfolgt mittels langwelliger Nahinfrarot-Laserstrahlung im Bereich 1600 – 2000 nm, wodurch auf den Einsatz von Absorbermaterialien verzichtet werden kann. Ausgewählte Bereiche werden gezielt mittels Laserstrahlung poliert, um eine hohe Transparenz für z.B. spektroskopische Messungen zu erzielen.
Kontakt: Nam Phong Nguyen
Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV
Das Fraunhofer IVV in Dresden präsentiert ein intelligentes Messgerät zur Prüfung peelbarer Verpackungen (Easy Opening). Der Pack Peel Scan ermöglicht die Messung der Öffnungskräfte von Schalen- und Folienpackungen nach DIN 55409-1. Einerseits stehen die erfassten Daten direkt zur Bewertung der Nahtqualität bereit. Zum anderen werden die spezifischen Öffnungskraftverläufe durch maschinelle Lernmethoden (KI) zur Prognose von Prozessfehlern genutzt. Dies ermöglicht die Weitergabe relevanter Informationen an die Prozesssteuerung oder zur Erstellung konkreten Handlungsanweisungen an den Maschinenbediener. Mit der flexiblen Anpassung der Packungskontur und Packungshöhe können beliebig geformte Verpackungen eingesetzt, gemessen und geprüft werden – effizient und sicher.
Kontakt: Roland Kiese
Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB
Der Naturstoff 3-Caren fällt als Bestandteil von Terpentinöl bei der Herstellung von Zellstoff aus Holz an. Bislang wird das Nebenprodukt vor allem verbrannt. Mit neuen katalytischen Verfahren setzen Fraunhofer-Forscher 3-Caren zu Bausteinen für biobasierte Kunststoffe um. Die daraus hergestellten Polyamide sind nicht nur transparent, sondern weisen gleichzeitig auch eine hohe thermische Stabilität auf.
Neben weiteren biobasierten Polymeren zeigt das Fraunhofer IGB wasserabweisende Anti-Eis-Beschichtungen und eine selbstklebende Anti-Eis-Folie aus schlag- und stoßfestem Polyurethan.
Kontakt: Dr. Claudia Vorbeck
Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS
Mit Hilfe von Organosandwich-Halbzeugen, bestehend aus einem kontinuierlich hergestellten thermoplastischen Wabenkern und Deckschichten aus endlosfaserverstärkten UD-Tape-Laminaten, lassen sich hochbelastbare Leichtbaustrukturen in Sandwichbauweise erstmals auch in der Großserie effizient und kostengünstig umsetzen. Das Fraunhofer IMWS zeigt die großserientaugliche Herstellbarkeit einer funktionalisierten und 3D-geformten Leichtbaustruktur aus Organosandwichverbundmaterial am Beispiel eines Demonstratorbauteils – einer 3D-Schale. Sie ist Ergebnis eines Projekts zur Entwicklung eines neuartigen Fertigungsverfahrens, das die Herstellung von verwertungsfertigen, thermoplastischen Sandwich-Leichtbaustrukturen mit integriertem ThermHex-Wabenkern und endlosfaserverstärkten Deckschichten im Minutentakt realisiert. Die 3D-Schale dient zudem als Validierungsstruktur der im Projekt entwickelten numerischen Simulationswerkzeuge, die zur strukturmechanischen und prozesstechnischen Auslegung späterer Serienbauteile unverzichtbar sind.
Kontakt: Dr. Ralf Schlimper
Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP
Carbonfasern werden aus polymeren Vorläufermaterialien hergestellt, den Präkursoren. Gegenwärtig basieren 90 Prozent der Carbonfasern auf dem Weltmarkt aus erdölbasiertem Polyacrylnitril (PAN) als Präkursor. Am Fraunhofer IAP werden Präkursoren aus nachwachsenden Rohstoffen entwickelt. Ein neuartiger Ofen, der Temperaturen von bis zu 2850 °C erzeugt, ermöglicht es nun, biobasierte Carbonfasern herzustellen, deren Eigenschaften teilweise die von herkömmlichen PAN-basierten Carbonfasern übertreffen.
Kontakt: Prof. Dr. Johannes Ganster