Kunststofftechnik: Forschung
Unser Fachgebiet vereint die Forschungsschwerpunkte Werkstofftechnik und Kunststoffprozesstechnik. Hierbei legen wir großen Wert auf eine ganzheitliche Betrachtungsweise. Wir untersuchen sowohl grundlagenorientierte als auch anwendungsbezogene Fragestellungen.
Unsere Forschungsziele umfassen die Aufklärung der Zusammenhänge zwischen Mikrostrukturen und Eigenschaften von Polymerwerkstoffen, Verbundwerkstoffen sowie Werkstoffverbunden. Dabei berücksichtigen wir besonders die Auswirkungen von Fertigungsverfahren.
Wir betrachten die Herausforderungen der Kunststoffindustrie als Chance für Innovationen und wollen mit unserer Forschung die Funktionalisierung sowie Biologisierung von Kunststoffen weiter vorantreiben.
Forschungsgebiete und Abteilungen
Anwendungszentrum UNIpace
In Kooperation mit über 30 Unternehmen betreiben wir im UNIpace industrienahe Forschung und verstehen uns darüber hinaus auch als Dienstleister für die Industrie. Hierbei konzentrieren wir uns vor allem auf die Verarbeitung von Elastomeren, insbesondere von Silikonkautschuk. Neben den Verarbeitungsmaschinen verfügen wir über eine Vielzahl von Prüfständen zur Messung der Rückprallelastizität, Härte, Reißfestigkeit, IR-Spektroskopie und Kapillarrheometetrie sowie über eine Klimakammer.
Materialien und Strukturen
Wir wollen durch unsere Forschung materialübergreifend Mechanismen auf den einzelnen Größenskalen verstehen. Wir untersuchen Wechselwirkungen sowie Übertragbarkeiten der verschiedenen Größenskalen experimentell und beschreiben diese modellhaft. Hierbei betrachten wir insbesondere das anisotrope mechanische Verhalten, Grenzflächeneigenschaften und Schädigungsmechanismen.
Wir stellen Bioverbundwerkstoffe aus biobasierten Kunststoffen und natürlichen Rohstoffen wie Stärke, Holz oder Cellulose her und charakterisieren sie hinsichtlich ihrer integralen Materialeigenschaften. Bei der Charakterisierung werden mechanische, thermische und chemische Eigenschaften der Bioverbundwerkstoffe untersucht. Dabei liegt ein besonderes Augenmerk auf der Alterung bzw. der Langzeitbeständigkeit biobasierter Verbundwerkstoffe.
Funktionen und Digitalisierung
Wir wollen Kunststoffe smart machen, damit sie in Bauteilen verschiedene zusätzliche Funktionen erfüllen können. Dies kann durch die Integration spezieller Additive oder die Anwendung von Schichtsystemen erreicht werden. Dadurch können Kunststoffe z.B. elektrische Ströme leiten, Wärme übertragen, mechanische Bewegungen ausführen oder ihre optischen Eigenschaften ändern. Neben der Entwicklung neuer Funktionen liegt unser Fokus darauf, die Verarbeitung der smarten Materialsysteme mithilfe herkömmlicher Kunststoffverarbeitungsverfahren sicherzustellen und die Prozess-Eigenschafts-Beziehungen herzuleiten.
Simulationsmethoden wie CFD und Struktursimulationen sind seit vielen Jahren in der Kunststofftechnik etabliert. Dennoch gibt es immer wieder offene Fragestellungen für z.B. spezielle Simulationsaufgaben, wie für geschäumte Bauteile oder für das anisotrope Verhalten von fasergefüllten Kunststoffen. Die Methoden des Machine Learnings bieten hier einige hoch interessante Ansätze, die wir im Rahmen unserer Forschung auf die Kunststofftechnik übertragen wollen.