Die Initiativen

PaFaTherm - Entwicklung einer Herstellungstechnologie zur partiellen Faserhalbzeugverstärkung von thermoplastischen Spritzgussbauteilen - Chemnitz (2006-2011)

Das InnoProfile-Vorhaben

Mit dem InnoProfile-Projekt PaFaTherm konnte die Technische Universität Chemnitz einen Wachstumskern initiieren, der die Kompetenzen von universitärer Forschung und regionalen kunststoffverarbeitenden Unternehmen bündelt. Mit dem Forschungsvorhaben soll auf Basis des wirtschaftlichen Spritzgießverfahrens eine innovative Technologie zur lokalen, belastungsangepassten Textilverstärkung von thermoplastischen Bauteilen entwickelt werden. Diese neue Technologie bietet besondere Vorteile bei der Herstellung von komplexen, tragenden Strukturbauteilen in hohen Stückzahlen für Automobil- und Maschinenbauanwendungen. Das Forschungsvorhaben stärkt nicht nur die Innovationskompetenz der Wirtschaftsregion Sachsen, sondern bietet durch die enge Verzahnung von universitärer und anwendungsorientierter Forschung auch die Möglichkeit zur Heranbildung dringend benötigter hochqualifizierter Arbeitskräfte in der Region.

Die Ziele

Faser-Kunststoff-Verbunde besitzen für Leichtbaustrukturen aufgrund ihres geringen spezifischen Gewichtes bei gleichzeitig hervorragenden mechanischen Eigenschaften ein sehr hohes Potential. Bisher scheitert der Einsatz von textilverstärkten Kunststoffen in stückzahlorientierten Industriebereichen wie der Automobilindustrie jedoch oftmals an einem fehlenden effizienten und serientauglichen Herstellungsverfahren. Mit einer Weiterentwicklung des wirtschaftlichen und ausgereiften Spritzgießverfahrens soll diese Lücke geschlossen werden. Die PaFaTherm-Technologie erlaubt es, partiell faserverstärkte thermo- plastische Kunststoffbauteile mit reproduzierbarer hoher Qualität voll automatisiert herzustellen. Wesentlicher Arbeitsschwerpunkt der neuen Technologie ist dabei die Positionierung von textilen Faserverstärkungshalbzeugen in der Werkzeugkavität, um mit dem sich anschließenden Spritzgießvorgang ein lokal verstärktes Verbundbauteil zu fertigen. Damit lassen sich Strukturbauteile belastungsgerecht und daher mit deutlich verringertem Gewicht herstellen. Der effizientere Einsatz der kostenintensiven Verstärkungsfasern sowie die damit verbundene Masseeinsparung sind weitere Vorteile der neuartigen Spritzgießtechnologie.

Die thematischen Schwerpunkte

Die inhaltlichen Schwerpunkte des Forschungs- und Entwicklungsvorhabens resultieren aus den Problemschwerpunkten der neuen Spritzgießtechnologie:

  • Benetzungs- und Imprägnierungsverhalten textiler Faserhalbzeuge mit thermoplastischem Kunststoff
  • Entwicklung prozessangepasster textiler Faserhalbzeuge
  • Positionierung und Fixierung textiler Faserhalbzeuge im Spritzgießwerkzeug
  • Beschädigungsfreies Handling biegeschlaffer textiler Faserstrukturen
  • Neuartige Werkzeugkonzepte
  • Werkstoffgerechte Prozess- und Gestaltungssimulation

Die Partner

Das Forschungsvorhaben basiert auf der engen Kooperation mit einer Vielzahl regionaler und überregionaler Unternehmen:

  • Lätzsch GmbH Kunststoffverarbeitung
  • SOTEX Sondermaschinen GmbH
  • Cetex Chemnitzer Textilmaschinenentwicklung gGmbH
  • Karl Mayer Malimo Textilmaschinenfabrik GmbH
  • Kometra Kunststoff-Modifikatoren und -Additiv GmbH
  • GOEPFERT Werkzeug & Formenbau GmbH und Co. Teilefertigung KG
  • Krauss-Maffei Kunststofftechnik GmbH
  • Verbundinitiative Automobilzulieferer Sachsen AMZ, RKW Sachsen GmbH

Kontakt

Prof. Dr.-Ing. habil. Lothar Kroll
Technische Universität Chemnitz
Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung (SLK)
Reichenhainer Straße 70
09126 Chemnitz
Tel.: 0371 531 38081
E-Mail: slk[at]mb.tu-chemnitz.de

Dr. Frank Helbig (Nachwuchsforschungsgruppenleiter)
Technische Universität Chemnitz
Fakultät für Maschinenbau, Institut für Allgemeinen Maschinenbau und Kunststofftechnik
Reichenhainer Straße 70
09126 Chemnitz
Tel.: 0371 531 36681
Fax: 0371 531 8 36681
E-Mail: frank.helbig[at]mb.tu-chemnitz.de


Die InnoProfile-Initiative entwickelt ihr regionales Innovationsprofil mit dem InnoProfile-Transfer-Vorhaben "PaFaTherm II" weiter.

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