Ressourcenschonender Strukturleichtbau durch Schaumspritzgießen

Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von langfaserverstärken Thermoplasten durch Schaumspritzgießen

Arburg Allrounder zum Schäumen von langfaserverstärkten Thermoplasten | Bild: Arburg

Thema der Arbeit:
Durch das etablierte Sonderverfahren Thermoplast-Schaumspritzgießen können gegenüber dem konventionellen Spritzgießen diverse Vorteile erreicht werden. Ein Vorteil ist die Reduzierung der Materialscherung bei der Plastifizierung, woraus längere Fasern und bessere mechanische Eigenschaften resultieren. Die verbesserten Eigenschaften ermöglichen eine Gewichtsreduktion und somit eine ressourcenschonendere Produktion. Zudem wird zur Verbesserung der CO2-Bilanz die Rezyklierung der Formteile und der Einsatz der Rezyklate untersucht.

Die Arbeit hat Bezug zu diesem Forschungsprojekt: DIGILaugBeh

Das Projekt mit dem Akronym „DIGILaugBeh“ beschäftigt sich mit dem Aufbau einer digitalen Auslegungsmethodik eines Laugenbehälters für eine Spülmaschine unter Berücksichtigung von ökologischen Gesichtspunkten. Hierfür müssen der neben der simulativen Auslegung auch der Einfluss der Plastifizierung und der Werkzeuggeometrie auf die Faserlänge beim Schaumspritzgießen eingehender untersucht werden, welches zur Verbesserung der gewichtsspezifischen Eigenschaften von langfaserverstärkten Thermoplasten eingesetzt werden soll.

Projektpartner: Bosch, Celanese, PEG, M2M, BSH, Fraunhofer und Universität Stuttgart

Zielsetzung:
In Deiner Arbeit wirst Du den Einfluss der Plastifizierung auf den Faserlängenabbau untersuchen. Dazu stellst Du Probekörper an einer Spritzgießmaschine her und analysierst im CT die Faserlänge in der plastifizierten Schmelze. In Deinen Versuchen wirst Du einen Teil der folgenden Einflussgrößen untersuchen:

  • Staudruck
  • Kompakt und geschäumt
  • Ufangsgeschwindigkeit der Schnecke
  • Faserlänge im Ausgangsgranulat
  • Rezyklierung/Einfluss einer Schlagmühle auf die Faserlänge 

Deine Aufgabenstellung:

Für eine Bachelorarbeit bearbeitest du folgende Aufgabenstellungen

  • Herstellung von Proben an der Spritzgießmaschine unter Variation von 3 Parametern
  • Analyse der Faserlänge in CT-Aufnahmen mit bestehendem Auswertungstool oder mechanische Untersuchungen

Für eine Masterarbeit bearbeitest du folgende Aufgabenstellungen

  • Herstellung von Proben an der Spritzgießmaschine mit uns ohne Angusssystem und unter Variation von mindestens 3 Parametern
  • Analyse der Faserlänge in CT-Aufnahmen mit bestehendem Auswertungstool
  • Optional:
  • Siulation des Faserlängenabbaus
  • Analyse der mechanischen Eigenschaften

Dein Profil

  • Student der Studiengänge: Maschinenbau, Materialwissenschaften, Wirtschaftsingenieurwesen, Werkstoffingenieurwesen, etc.
  • Begeisterung für praktische Arbeiten an der Maschine
  • Kommunikativ und Teamfähig
  • Motivation und Einsatzbereitschaft

Wenn Du Interesse an einer Abschlussarbeit im Beriech Schaumspritzgießen hast, melde Dich gerne bei mir. Den Zeitplan und Deine Aufgaben können wir gerne entsprechend Deinen Interessen anpassen.

Dein Ansprechpartner:
Jan Wolters, M. Sc.
Telefon: 0241 80 93826
E-Mail: jan.wolters@ikv.rwth-aachen.de