Polymerverarbeitung

Im Bereich Polymerverarbeitung – ein Kompetenzfeld des Fraunhofer IMWS – verfügt das Fraunhofer-Pilotanlagenzentrum PAZ über ein umfangreiches Knowhow sowohl auf dem Gebiet Polymerverarbeitung als auch bei der Charakterisierung von Struktureigenschaftsbeziehungen für Thermoplaste, Duroplaste, Elastomere und Faserverbundwerkstoffe. Schwerpunkte liegen in der Material-, Verfahrens- und Bauteilentwicklung für langfaserverstärkte Thermoplaste (LFT), hochgefüllte Kunststoffe und Blends.

Für die Verarbeitung dieser Materialien verfügen wir über Extrusions- und Spritzgussgeräte. Zudem ist die Direktcompoundierung in einem Injection Molding Compounder (IMC) möglich. Dabei erfolgen Extrusion und Spritzguss in einem einstufigen Prozess in der selben Maschine.

Einen Schwerpunkt bildet die systematische Bewertung des Einflusses der Materialsysteme und technologischen Bedingungen auf die Kennwerte im Bauteil. So liefert die experimentelle und numerische Beschreibung des Werkstoffverhaltens Aussagen über das Einsatzverhalten und die Zuverlässigkeit der Kunststoffbauteile.

• Compoundierung von Granulatmustern im Tonnen- Maßstab
• Entwicklung und Herstellung von prototypischen Komponenten und Bauteilen für eine Markteinführung 
• Herstellung faserverstärkter Thermoplastbauteile
• direktes Compoundieren von Polymeren und der erforderlichen Additive
• Einsatz verschiedener Faserarten und -typen (Glasfasern, Polymerfasern, Regeneratfasern etc.)
• Fasergehalte, -längen und -verteilungen einstellbar
• Herstellung langfaserverstärkter Thermoplast-Bauteile auf Basis von Polypropylen und Langglasfasern mit Faserdirekteinarbeitung: Direkte Zuführung von Glasfaserrovings in die Polymerschmelze und nachfolgende Bauteil-Formgebung über Spritzguss
• Bewertung des Einflusses des Materialsystems und der technologischen Bedingungen auf die Kennwerte des Bauteils
• Technologie-, Werkstoff- und Bauteilbewertung auf Basis von Experimenten
• durchgängige numerische Simulation
• Bewertung von Faserstoffen, Matrixpolymeren und Additiven
• Compoundierung
• Verarbeitung im Spritzguss
• Compoundierung und Spritzguss als geschlossenen Prozess

• Untersuchungen zum Einfluss von Angusssystemen und Spritzgussparametern auf erreichbare Faserlängen
• Technologieanpassung und -optimierung von Verarbeitungsprozessen
• Scale-up von Verarbeitungsprozessen
• Optimierung von Compoundierprozessen z. B. bezüglich Schneckenprofilen und Faserzugabestellen

Spritzgießcompounder:

• Injection Molding Compounder KM 1300–14000 IMC, mit einer Schließkraft von
  1.300 Tonnen
• Werkzeuge mit einem maximalem Schußgewicht von 5300 Gramm (PS)
• konfigurierbarer gleichlaufender Doppelschneckenextruder für die verschiedensten Verfahrensaufgaben
• Gravimetrische Dosiertechnik für freifließende Granulate, Pulver, Endlos-Roving und Schnitt-Glasfasern, verschiedene weitere Fasern
• weitere Konfigurationen: Spritzprägen, pneumatische und hydraulische Kaskade, Decoforming, Entnahme der Teile mittels Roboter, Vakuumentgasung, Auswerferkreuz nach Euromap

Spritzgießcompounder:

• Injection Molding Compounder KM 3200–24500 MX IMC, mit einer Schließkraft von
  3.200 Tonnen
• Werkzeuge mit einem maximalem Schußgewicht von 20.000 Gramm (PS)
• konfigurierbarer gleichlaufender Doppelschneckenextruder für die verschiedensten Verfahrensaufgaben
• gravimetrische Dosiertechnik für freifließende Granulate, Pulver, Endlos-Roving und Schnitt-Glasfasern, verschiedene Naturfasern
• weitere Konfigurationen: Spritzprägen, pneumatische und hydraulische Kaskade, Decoforming, Entnahme der Teile mittels Roboter, Vakuumentgasung, Auswerferkreuz nach Euromap

Spritzgießmaschine:

• Spritzgießmaschine KM200–1000C2, mit einer Schließkraft von 200 Tonnen
• Werkzeuge mit einem maximalem Schußgewicht von 476 Gramm (PS)
• weitere Konfigurationen: Spritzprägen, Werkzeug-Temperierung bis 140 °C
• separate 2. Spritzgießeinheit SP160, vertikal, mit einem max. Schußgewicht von
  68 Gramm (PS)

Extruder:

• parallele, gleichlaufende, frei konfigurierbare Doppelschneckenextruder für die verschiedensten Verfahrensaufgaben
• modular aufgebautes Verfahrensteil mit einer Länge von 48D
• gravimetrische Dosiertechnik für freifließende Granulate, Pulver, Endlos-Roving und Schnitt-Glasfasern, verschiedene weitere Fasern
• Hochtemperaturausrüstung > 400 °C
• austragsseitig mit Strang-, und Unterwassergranulierung sowie Heißabschlag ausgerüstet
• Vakuumentgasung
• Durchsatz 5–400 kg/h
• konisch gegendrehender Doppelschneckenextruder
• gravimetrische Dosierer, vertikales Stopfwerk
• Vakuumentgasung
• Heißabschlag-Granuliersystem
• Einschneckenextruder KME 45XS der Firma Krauss Maffei Technologies GmbH

Downstream-Equipment für Profilextrusion, Rohrextrusion, Folienextrusion

Polyurethan-Anlage RIM-Star 8/8 CCM von Krauss Maffei Technologies GmbH für Clear-Coat Molding

Schmelzepumpe der Firma Witte Pumps & Technology GmbH

Faserschneide

• Stapellängen 1,5–98 mm
• Kabelstärke bei Schneidspalt 3 mm: 3.000–65.000 dtex

Gasdosierstation

• 2 getrennte Gasdosiermodule, CO₂ und N₂ dosierbar, Ausgangsgasdruck bis 420 bar Nadelverschlussdüse und Heizkreise zusätzlich ansteuerbar

Statische Mischer

• mit Anschlüssen für physikalische Treibmittel (CO₂ und N₂) versehen

Trockenlufttrockner

• Behälterinhalt 2 x 150 Liter, getrennter Trocknungs- und Regenerierkreislauf, Trocknungstemperatur-Einstellung bis 160 °C, Fördergeräte für Granulat und Regenerat

Polymer-Pulvermühle, Shredderanlage, Walzenmühle

Laminat-Presse, Fläche: 400 mm x 400 mm, temperierbar bis 400 °C, maximaler Pressdruck 10 N/mm²