Innovative Lösungen für multifunktionale Werkstoffe und effiziente kurze Prozessketten

Auf der weltgrößten Kunststoffmesse K 2016 vom 19. bis 26. Oktober 2016 in Düsseldorf präsentiert sich das Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e. V. (IPF) erneut mit einem eigenen Stand im Science Campus der Messe (Halle 7, Stand SC21).

Das IPF empfiehlt sich der Branche mit seiner international anerkannten Kompetenz auf dem Gebiet multifunktionaler polymere Konstruktions- und Funktionswerkstoffe, Verbundwerkstoffe und Biomaterialien als leistungsfähiger Kooperationspartner und kreativer Technologietreiber. Dem am Institut verfolgten Ansatz einer interdisziplinären anwendungsorientierten Grundlagenforschung mit enger Verknüpfung zu den Bedürfnissen der praktischen Anwendung wurden erst kürzlich in einer Evaluierung erneut ein sehr gutes wissenschaftliches Niveau und hohe Relevanz bescheinigt.

Ein Alleinstellungsmerkmal der Polymerforschung am IPF ist ihre Ganzheitlichkeit: Materialdesign, Werkstoffaufbereitung und -verarbeitung erfolgen in Einheit mit physikalisch-chemischer Charakterisierung sowie der Modellierung von Polymersystemen. Es interagieren am Institut Ingenieur- und Naturwissenschaftler entlang der gesamten Entwicklungskette für Polymere und polymerbasierte Werkstoffe.

Gezeigt werden auf der Messe unter anderem neueste Ergebnisse, Kompetenz und methodische Möglichkeiten in der Ober- und Grenzflächencharakterisierung, bei der Entwicklung von multi-funktionalen Nanokompositen auf Basis von Thermoplasten und Elastomeren, Faserverbund-werkstoffen und Werkstoffverbunden (darunter Kunststoff-Metall-Hybride) sowie auf dem Gebiet funktionaler, Pulverlacksysteme (z. B. kratzbeständig, nachformbar).

Am Institut entwickelte innovative Pulverlacksysteme, die bei relativ niedrigen Temperaturen vernetzen (< 150 °C) und extrem dehnungsbeständige Lackfilme entstehen lassen, haben den Einsatz von Pulverlacken für temperatursensible Werkstoffe wie Holzkomposite, SMC (sheet molded composites) oder thermosensitive Metalllegierungen ermöglicht.

Eine Additivierung der Pulverlacke mit IR-Absorbern führt darüber hinaus zur Aushärtung in Sekunden (mittels Hochleistungs-IR-Strahlern) an Stelle von Minuten im Ofenprozess. Auf diese Weise wird der Weg zu einer effizienteren Gestaltung von Lackierprozessen für metallische Substrate mit Pulverlacken eröffnet, da nunmehr zuerst flächige Substrate beschichtet und danach z.B. durch Tiefziehen in das 3D-Bauteil umgeformt werden können.

In neuen Arbeiten bewiesen spezielle Pulverlackrezepturen ihre Tauglichkeit als reaktive Haftschicht beim spritzgießtechnischen Fügen von Metall-Kunststoff-Verbunden. Mit ihrer Hilfe können auch ohne unterstützende konstruktive Maßnahmen, wie z.B. Hinterschneidungen für Formschluss, sehr hohe Haftfestigkeiten zwischen Metall und dem Thermoplast Polyurethan erreicht werden.

Damit werden kurze Prozessketten mit ressourcen-, kosten- und energieeffizienter Produktion von Multimaterial-Hybrid-Bauteilen realisierbar. Solche Werkstoffe sind vor allem in der Fahrzeugindustrie von hohem Interesse und finden zunehmend Verwendung.

Die Forschungsarbeiten werden in von der AiF geförderten internationalen CORNET-Projekten (PreFiHy 122 EBR, Simopoli 144 EBG) gemeinsam mit Partnern in Deutschland und Belgien vorangetrieben (Fraunhofer-Institut für Werkstoffmaschinen und Umformtechnik IWU, Fraunhofer Institut für Produktonstechnik und Automatisierung IPA , Centre de Recherche Métallurgique, CRM und Centre collectif de l'industrie technologique, SIRRIS).

http://WWW.ipfdd.de