Additive Fertigung mit UV-härtbaren Polymeren

Gekoppelte Prozess- und Struktursimulation

Modulare Imprägnieranlage

Endkonturnahe 3D Faserablage mittels Automated Fiber Placement

Polymermaterialien und Composite PYCO

Maßgeschneiderte Leichtbaulösungen aus einer Hand

Der Forschungsbereich Polymermaterialien und Composite PYCO ist Ihr kompetenter Partner in allen Fragen des polymerbasierten Leichtbaus mit Faser-Kunststoff-Verbunden und komplexen Faserverbundbauteilen im Multi-Material-Design.

Unser ganzheitlicher Ansatz beinhaltet nicht nur neuartige Bauweisen, Materialdesign, Strukturen und dazugehörige Herstellungstechnologien sondern auch die Entwicklung nachhaltiger Verwertungs- und Recyclingstrategien für End-of-Life-Szenarien.

Wir bieten Ihnen individuelle Lösungen dank unserer hochmodernen Ausrüstung und Technologien.

Ausgehend von der Entwicklung von Spezialpolymeren und Faserverbundhalbzeugen, über den Entwurf von Prototypen, bis hin zu Planung und Umsetzung von großserientauglichen Fertigungsprozessen, lassen sich somit vom Monomer bis zum energieeffizienten Hochleistungsverbundbauteil alle wichtigen Leichtbaukompetenzen der Wertschöpfungskette unter einem Dach abbilden. Ein derartiger Bündelungseffekt ist in der bundesdeutschen Forschungslandschaft ein absolutes Alleinstellungsmerkmal.

 

Leistungen

Polymerentwicklung
Halbzeuge
Simulation und Auslegung

Strukturtest und Analytik

 

 

Forschung

Polymere, Halbzeuge | Leichtbau | Mikroelektronik, Photonik | Fertigungsverfahren, Prozessketten | Recycling, Reparatur |
energieeffiziente Härtung | Spezialadditive | Simulation | additive Fertigung

 

3D-Druck von Harzen: schnelle Härtung
mittels UV-LED

Abteilungen

Maßgeschneiderte Materialien

Konstruktion und
Herstellungstechnologien

Ausstattung

Pilotanlagen | Werkstatt/Faser-Verbund-Labor | Analytik, Charakterisierung | Brandlabor | Filme und Oberflächen | chemische
Laboratorien | Simulation

Ansprechpartner

Anfahrt

Polymeric Materials and Composites

Our expertise – your success

Siliconized papers

Surface properties and
performance comparison

[Studie]

POLYMERBASIERTER LEICHTBAU

Das Fraunhofer IAP arbeitet Hand in Hand mit dem Fachgebiet Polymerbasierter Leichtbau (PbL) der BTU Cottbus – Senftenberg.

Leitung: Prof. Dr.-Ing. Seidlitz

3D-DRUCK IM GROSSFORMAT (LFAM)

  • Konstruktion komplexer geometrischer Teile
  • hohe Produktivität, geringere Kosten
  • hohe Festigkeit, Komposite mit Glasfasern,
    Kohlenstofffasern, Mineralien

Leistungen

 

  • Entwicklung und Modifizierung von Polymeren und Composites für Anwendungen im Leichtbau
  • Formulierung von Harzen und deren Synthese
  • Harze für Massenanwendungen und Hochleistungsmaterialien (z.B. UP, PF, EP und Polycyanurate)
  • Skalenübergreifende Analyse und Charakterisierung von Polymeren sowie Strukturtests
  • Entwicklung von energieeffizienten Herstellungstechnologien für individualisierte Leichtbaustrukturen
  • Konstruktion und Auslegung von komplexen Strukturbauteilen 
  • Gekoppelte Prozess-Struktur-Simulation und ganzheitliche Optimierung, Machine Learning, stochastische Modellierung
  • Auslegung von werkstoff- und lastpfadgerechten Lasteinleitungselementen und Fügetechnologien
  • Umsetzung und Begleitung von Technologie-Demonstratoren bis zur Marktreife
  • Chemisch und physikalisch basierte Recyclingprozesse für Kunststoffe und Hochleistungsverbunde
  • Untersuchungen im Brandlabor
  • Methodenentwicklung für die Charakterisierung von Polymeren, Halbzeugen und Komponenten
  • Automatisiertes System zur Bestimmung der Bruchzähigkeit von Reaktivharzen mittels optischer Rissverfolgung (OCT)
  • Thermophysikalische Charakterisierung von Polymerfilmen im sub-Mikrometerbereich mittels temperaturvariabler Ellipsometrie
  • Spektroskopische Analysen z. B. mittels IR/Raman/TGA-Kopplung und FTIR-Mikroskop

Forschung

 

  • Entwicklung von maßgeschneiderten Polymeren und Halbzeugen
  • Nachhaltige Leichtbaulösungen mit faserverstärkten Composites
  • Werkstoffe für mikroelektronische und photonische Anwendungen
  • Durchgängiger Aufbau sowie Optimierung von Fertigungsverfahren und Prozessketten
  • Werkstoffgerechte Recycling- und Reparaturverfahren
  • Energieeffiziente Härtungsmethoden: Mikrowelle, UV, IR und Elektronenstrahl
  • Entwicklung von Spezialadditiven, z. B. Bruchzäh- und Flammschutzmodifizierung
  • Gekoppelte Prozess- und Struktursimulation
  • Ganzheitliche materialangepasste additive Fertigungsverfahren

 

Abteilungen

 

Gemeinsam mit Unternehmen entwickeln die Werkstoffwissenschaftler des Forschungsbereichs Polymermaterialien und Composite PYCO sowohl hochvernetzte Polymere, SMC- und BMC-Halbzeuge als auch Hochleistungs-Prepregs für Faserverbund-Komponenten. Die Konstruktion und Auslegung sowie die fertigungstechnische Umsetzung von Hochleistungsbauteilen erfolgt in der Abteilung Konstruktion und Herstellungstechnologien. Bei der Produktentwicklung greifen die Naturwissenschaftler und Ingenieure auf modernste Software-Systeme und Simulations-Tools, hochautomatisierte Serienfertigungstechnologien und auf Werkstoffentwicklungen der Abteilung Maßgeschneiderte Materialien zurück.

 

Maßgeschneiderte
Materialien

Prof. Dr. rer. nat. Christian Dreyer

 

Arbeitsgruppen

  • Polymerentwicklung
  • Halbzeuge
 

Konstruktion und
Herstellungs-
technologien

Prof. Dr.-Ing. Holger Seidlitz

 

Arbeitsgruppen

  • Simulation und Auslegung
  • Strukturtest und Analytik

Ausstattung

Die Ausstattung des Forschungsbereichs ermöglicht sowohl die Entwicklung von neuen Polymeren als auch die Berechnung, Konstruktion und Simulation sowie die Charakterisierung ganzer Komponenten.

    • Technikumsreaktor zur Polymersynthese bis 20 Liter
    • Horizontale und vertikale Imprägnieranlagen für die Prepregherstellung (40 bis 800 mm Breite)
    • Beschichtung von Trägermaterialien
    • Automated Fiber Placement-Fertigungskomplex: Slitting, Rewinding, 3D-Legetechnologie
    • Autoklaven: bis 250 °C, 15 bar, d ≤ 1000 mm / l ≤ 2000 mm
    • Pressentechnologien: ≤ 450 °C, ≤1500 x 1500 mm², ≤1200 kN
    • Compoundierung: Doppelschneckenextruder Haake D 14 mm und 20 mm, max. Drehmoment: 1,1 Nm, max Drehzahl 150 min-1 max. Förderleistung für Pulver 7,5 kg/h, max. Förderleistung für Granulat: 14 kg/h; Labor-Compounder Collin ZK 25 E x 42 L/D, Doppelschneckenextruder Durchmesser 25 mm, Läge 42 D; Drehmoment max. 70 Nm, Drehzahl 460 min-1, max. Ausstoß 50 kg/h; Einschneckenextruder Boston Matthews, Schneckendurchmesser 60 mm; L/D = 25 :1, bis 380 °C, Kühlstrecke 5,00 m; Einschneckenextruder Collin Teach Line: 3,5 kg/h, max. Drehzahl 180 min-1; Kneter: bis 2,5 L, bis 200 °C, 0 bis 3 bar absolut;
    • Dreiwalzwerk mit temperierbaren (10 - 70 °C) SiC-Walzen, Spalt- oder Kraftsteuerung
    • Spritzgießtechnologien: 2K/650 kN, 3K/1200 kN
    • Mikrowelle (8 m³ Mikrowellenofen und kontinuierliche Mikrowellenanlage), inkl. dielektrischer Spektroskopie
    • UV-Härtung (Quecksilber-Dampflampen und UV-LED-Systeme)
    • Wasserstrahlschneidanlage
    • CNC-Fräse
    • Resin Transfer Molding
    • 1K und 2K Dosieranlagen
    • Lackierkammer
    • Drucktopf
    • Exsikkator
    • Stereomikroskop
    • Umluft- und Aushärteofen ENA 430/500/18: 20 – 500 °C, 600 mm x 600 mm x 1200 mm (B x T x H)
    • Kammerofen Heraeus K1253: 1150 °C, 545 mm x 230 mm x 275 mm (B x T x H)
    • Bolzenschweißgerät AS ISO 66
    • Vakuumpumpen: min. Enddruck: 1,5 mbar, max. Förderleistung: 4,02 m³/h
    • Nasstrenner ATIKA ST 300 mit Diamantrennscheibe
    • Mechanische Prüfstände
    • Dynamische Differenzkalorimetrie (DSC)
    • FTIR/Raman/TGA- gekoppelt mit FTIR-Mikroskop
    • Digitalmikroskop
    • Rheometer
    • Optical Crack Tracing (OCT)
    • UV/VIS-Spektrometer
    • Dynamisch-mechanische Analyse (DMA)
    • Nano-TMA/TGA/DVS - Variable Temperature Ellipsometry (VTE)
    • Klimaschränke und UV-Bestrahlung zur Umweltsimulationen
    • Ultraschall
    • Computertomograph (CT)
    • Cone-Kalorimeter nach ISO 5660-1 – Wesentlicher Bestandteil der Schienenfahrzeugnorm EN 45545-2 sowie Simulationsmöglichkeit des Single Burning Item- und Room Corner Tests als Vorabbewertung zur Baustoffklassifizierung nach EN 13501
    • Sauerstoffindex (LOI) nach DIN EN ISO 4589
    • Prüfvorrichtung in Anlehnung an die UL94
    • Kleinbrennertest in Anlehnung an z. B. FAR 25.853 (Luftfahrt)
    • Spin-Coater
    • Laminar-Flow-Box
    • Glove-Box
    • Metricon Prismenkoppler
      (Brechungsindex, Schichtdicken, Dämpfung, Doppelbrechung und thermooptischer Koeffizient)
    • Kontaktwinkel
    • Werzalit-Test
    • Permeation von Wasserdampf
    • Torsionspendel
    • Synthese vom Labormaßstab bis zum 20 L Reaktor
    • Kryomühle
    • Schwingmühle
    • Schlenk-Line
    • Laborreaktor bis zu 100 bar
    • CAE-Software zur durchgängigen Prozess- und Struktur-Simulation
    • Machine Learning
    • CAD-Software
    • FEM-Software
    • Simulation elektromagnetischer Felder

Ansprechpartner

Holger Seidlitz

Contact Press / Media

Prof. Dr.-Ing. Holger Seidlitz

Forschungsbereichleiter Polymermaterialien und Composite | Leiter der Abteilung Konstruktion und Herstellungstechnologien

Kantstraße 55
14513 Teltow

Telefon +49 3328 330-285

Fax +49 3328 330-282

Christian Dreyer

Contact Press / Media

Prof. Dr. Christian Dreyer

Stellvertretender Forschungsbereichsleiter | Leiter der Abteilung Maßgeschneiderte Materialien | Leiter der Arbeitsgruppe Polymerentwicklung

Kantstraße 55
14513 Teltow

Telefon +49 3328 330-280

Fax +49 3328 330-282

Torsten Lerz, M. A., M. Sc.

Contact Press / Media

Torsten Lerz, M. A., M. Sc.

Assistenz der Forschungsbereichsleitung

Kantstraße 55
14513 Teltow

Telefon +49 3328 330-284

Fax +49 3328 330-282

Sebastian Steffen

Contact Press / Media

Dr. Sebastian Steffen

Leiter der Arbeitsgruppe Halbzeuge

Kantstraße 55
14513 Teltow

Telefon +49 3328 330-246

Mathias Köhler

Contact Press / Media

Dr. Mathias Köhler

Leiter der Arbeitsgruppe
Strukturtest und Analytik

Kantstraße 55
14513 Teltow

Telefon +49 3328 330-278

Marcello Ambrosio, M.Sc.

Contact Press / Media

Marcello Ambrosio, M.Sc.

Leiter der Arbeitsgruppe
Simulation und Auslegung

Kantstraße 55
14513 Teltow

Telefon +49 3328 330-303

Anfahrt

 

Standorte Teltow, Wildau und Cottbus

 

Forschungsbereich
Polymermaterialien und
Composite PYCO
 

Standort Teltow

 

Kantstraße 55
14513 Teltow


Telefon +49 3328 330-284
Fax +49 3328 330-282

 

Forschungsbereich
Polymermaterialien und
Composite PYCO
 

Standort Wildau

 

Technikum 1 | Freiheitstraße 124-126
Technikum 2 | Schmiedestraße 5
15745 Wildau

Telefon: +49 3375 528 823 00

 

Fachgebiet Polymerbasierter Leichtbau

 

Standort Cottbus

 

BTU Cottbus - Senftenberg | Panta Rhei Halle
Konrad-Wachsmann-Allee 17
03046 Cottbus
 

Telefon +49 355 69 2059

Pressemitteilungen

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