Wirtschaftliche und nachhaltige Lösungen für die Kunststofftechnik

• Entwicklung von Materialkonzepten zur Optimierung der mechanischen Eigenschaften von Copolymeren und Nanokompositen
• Compoundierung und Verarbeitung von Copolymeren mit Zuschlag- und Füllstoffen vom Labor- bis hin zum Technikumsmaßstab
• Schmelzrheologie und dynamisch-mechanischen Untersuchungen
• Strukturuntersuchungen an Copolymeren und Nanokompositen (nanoskalige Morphologie, kristalline Struktur, Füllstoffdispergierung und -verteilung)
• Mechanische Werkstoffcharakterisierung (dynamisch-mechanisch-thermische und quasistatische Beanspruchung, Bruchmechanik, Risskinetik, Dehnungsfeldanalyse) und Korrelation mit der Morphologie, um Materialeigenschaften gezielt beeinflussen zu können

Exzellente Ausstattung und umfangreiche Kompetenzen in der Prozesstechnik und Verarbeitung von Kunststoffen zeichnen das Fraunhofer IMWS aus. Das Angebot umfasst dabei verschiedene Verarbeitungstechnologien und berücksichtigt insbesondere das Miteinander von Material, Prozess und Werkstoff-Performance sowie Lösungen für das Scale-Up in den Industriemaßstab.

• Spritzguss: Entwicklung und Optimierung von Spritzgussprozessen für verschiedene Kunststoffarten
• Extrusion: Forschung und Verbesserung von Extrusionsverfahren zur Herstellung von Kunststoffprofilen und -folien
• Additive Fertigung: Anwendung von 3D-Drucktechnologien zur Verarbeitung von Kunststoffen
• Verbundwerkstoffen: Entwicklung von Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffen
• Prozesssimulation: Einsatz von Simulationssoftware zur Vorhersage und Optimierung von Verarbeitungsprozessen
• Qualitätskontrolle: Implementierung von Methoden zur Überwachung und Sicherstellung der Produktqualität während der Verarbeitung

Digitale und numerische Methoden spielen eine wichtige Rolle im Angebot des Fraunhofer IMWS für die Polymerverarbeitung und -charakterisierung. Sie ermöglichen die Minimierung von Material- und Produktionskosten durch Optimierung der Prozesse bereits vor der physischen Umsetzung, die Verkürzung der Entwicklungszeiten durch frühzeitige Identifikation von Problemen und Anpassungen im Design sowie die Verbesserung der Effizienz und Qualität der Verarbeitung durch präzise Simulation von Prozessparametern. Zudem tragen wirkungsvolle Simulationslösungen dazu bei, Risiken wie Fehler und Ausfälle zu minimieren, weil sich das Verhalten von Materialien und Bauteilen unter verschiedenen Bedingungen vorhersagen lässt. Sie machen nicht zuletzt neue Entwicklungssprünge möglich, etwa durch umfassende Analysen und Tests von Materialien und Produkte in einer virtuellen Umgebung.

• Prozesssimulation: Modellierung und Simulation von Verarbeitungsprozessen wie Spritzguss und Extrusion zur Optimierung der Prozessparameter
• Strukturanalyse: Einsatz von Finite-Elemente-Methoden (FEM) zur Analyse der mechanischen Eigenschaften und des Verhaltens von Kunststoffbauteilen
• Strömungssimulation: Computational Fluid Dynamics (CFD) zur Untersuchung von Strömungsverhalten und Wärmeübertragung während der Verarbeitung
• Thermische Simulation: Analyse der Wärmeverteilung und -abfuhr in Kunststoffbauteilen während der Verarbeitung und Nutzung
• Lebensdauerprognosen: Simulation von Alterungs- und Ermüdungsprozessen zur Vorhersage der Lebensdauer von Kunststoffprodukten
• Materialmodellierung: Entwicklung von Materialmodellen zur Beschreibung des Verhaltens von Kunststoffen unter verschiedenen Bedingungen