Wie lautet der Titel Ihres Forschungsprojekts?
PulPreg - Entwicklung eines Pultrusionsprozesses zur Herstellung endlosfaserverstärkter Kunststoffprofile mit thermoplastischen Matrixsystem im industriellen Maßstab mit integrierter In-Line-Imprägnierung der Verstärkungsfasern
Wer ist an dem Projekt beteiligt?
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Ingo Ehrlich (Wissenschaftliche Leitung Technologie Campus Neustadt an der Donau) OTH-interne Partnerin: Prof. Dr.-Ing. Aida Nonn (Stellv. Wissenschaftliche Leitung Technologie Campus Neustadt an der Donau) Projektkoordination: Marco Siegl, M.Sc. (Gruppenleiter Technologie Campus Neustadt an der Donau) Projektmitarbeiter: Nishant Chavan, M.Sc. (Wissenschaftlicher Mitarbeiter Technologie Campus Neustadt an der Donau)
Worum geht es in Ihrem Förderprojekt?
Das übergeordnete Ziel des Vorhabens besteht in der Entwicklung eines industrietauglichen Pultrusionsprozesses zur Herstellung endlosfaserverstärkter Kunststoffprofile mit thermoplastischen Matrixsystemen. Im Fokus steht die Entwicklung einer skalierten Imprägnierstrecke für die Verarbeitung mehrerer Rovings, wobei die hohe Schmelzviskosität der Thermoplaste insbesondere bei hohen, industrienahen Prozessgeschwindigkeiten eine effiziente Faserdurchtränkung erschwert. Hierzu soll ein umfassendes Modell als programmiertechnisches Auslegungsinstrument geschaffen werden, welches alle relevanten Prozessparameter sowie deren komplexe Wechselwirkungen abbildet und die Auslegung der Imprägnierstrecke für unterschiedliche Materialkombinationen ermöglicht. Im Vergleich zu etablierten duroplastischen Systemen bieten thermoplastische Faserverbundwerkstoffe trotz der anspruchsvolleren Imprägnierung erhebliche Vorteile hinsichtlich Wiederaufschmelzbarkeit und Recyclingfähigkeit und besitzen damit ein hohes Potenzial für eine ressourceneffiziente industrielle Verarbeitung.
Was begeistert Sie an dem Projekt?
Besonders spannend ist die Möglichkeit, das bereits umfassend aufgebaute Know-how zur Verarbeitung thermoplastischer Faserverbundwerkstoffe aus der Entwicklung des Thermoplast-Wickelprozesses mit integrierter Tapeherstellung im Rahmen der Projekte TheCoS und AdWinT am Technologie Campus Neustadt an der Donau auf einen neuen Anwendungsbereich zu übertragen. Die bisherigen Arbeiten zur Direktimprägnierung von Rovings zu sogenannten Organotapes sowie zur Prozessführung und Modellierung der Imprägnierung schaffen eine fundierte Wissensbasis, die nun gezielt für den Pultrusionsprozess adaptiert und weiterentwickelt werden kann. Die Übertragung auf die kontinuierliche Pultrusion eröffnet neue wissenschaftliche Fragestellungen und ermöglicht es, die bestehenden Kompetenzen im Rahmen des Förderprogramms „Forschung an HAW“ in der Förderrichtlinie „HAW-ForschungsAkzente“ in einem neuen Forschungsfeld zu bündeln und weiter auszubauen. Gleichzeitig bietet das Projekt die Chance, einen nachhaltigen Forschungsschwerpunkt aufzubauen und den beteiligten wissenschaftlichen Mitarbeitenden eine Perspektive für die wissenschaftliche Weiterqualifikation bis hin zur Promotion zu eröffnen.
Wie können Erkenntnisse aus dem Projekt Anwendung in der Praxis finden?
Die im Projekt entwickelten Imprägnierkonzepte und Modelle werden nicht nur theoretisch untersucht, sondern im Rahmen von Arbeitspaketen auf einer industrienahen Pultrusionsanlage erprobt und validiert. Dadurch können die gewonnenen Erkenntnisse unmittelbar hinsichtlich ihrer technischen Umsetzbarkeit, Skalierbarkeit und Übertragbarkeit auf unterschiedliche Materialkombinationen und Prozessbedingungen bewertet werden. Die assoziierten Industriepartner sehen in dem Projekt eine große Chance, die thermoplastische Schmelzpultrusion als wirtschaftlich attraktive Fertigungstechnologie weiterzuentwickeln und langfristig industrielle Liefer- und Prozessketten für endlosfaserverstärkte thermoplastische Profile aufzubauen. Die Projektergebnisse schaffen damit eine wichtige Grundlage für die Überführung des entwickelten Imprägnierprozesses in industrielle Anwendungen und können perspektivisch dazu beitragen, neue Einsatzfelder für thermoplastische Pultrudate zu erschließen und deren Weiterverarbeitung zu innovativen Bauteilen zu ermöglichen.
Auf unserer Website finden Sie einen Überblick über die aktuellen Förderprojekte der OTH Regensburg.
