Teilprojekt B05
Im Teilprojekt B03 geht es um Prozessverständnis, Modellierung und Steuerung einer mehrstufigen Prozesskette aus Rezyklataufarbeitung, Compoundierung und Pultrusion zur Herstellung gradierter Halbzeuge. Die Halbzeuge bestehen aus einer thermoplastischen Matrix mit verschiedenen Kurz-, Lang- und Endlosfaserverstärkungen auf Basis von Glas- oder Kohlenstofffasern. Es werden drei Arten von Halbzeugen untersucht: spulbare Tapes mit geringer Dicke im Bereich von wenigen Zehntelmillimetern, steifere Profile sowie Strands mit bis zu mehreren Millimetern Dicke.
Die gradierten Halbzeuge werden in weiteren Projekten in Tapelege- (A02, B01) und Tapeflechtverfahren (B03) verarbeitet und als gradierte lokale Verstärkung in den Spritzgieß- und Formpressprozessen zur Herstellung der Demonstratoren verwendet (A03, A04). Bei der Herstellung der Flächenstrukturdemonstratoren dienen die gradierten Stränge als plastifizierbare Einleger für das Fließpressen (A04). B05 liefert damit Werkstoffe, Prozess- und Materialmodelle sowie die notwendigen Daten für das iEP.
© IKVDie in B05 untersuchten Verfahren umfassen die mechanische Verarbeitung von Kunststoffabfällen (Post-Industrial und Post-Consumer), die Herstellung von Compounds und ein kombiniertes Pultrusions-/Extrusionsverfahren. Durch verschiedene Möglichkeiten der Additivierung (z. B. zur Haftungsförderung) und der Verstärkung durch Kurzfasern bei der Extrusion sowie die Einbettung endlosfaserverstärkter Schichten mit Glas- und/oder Kohlenstofffasern bieten sie viele Freiheitsgrade bei der Erzeugung gradierter Morphologien. Zur Untersuchung der Verarbeitung von Recyclingmaterialien wird eine Reihe von Abfallströmen bewertet, analysiert und mechanisch aufbereitet.
Die aufbereiteten Rezyklate werden in Doppelschneckenextrudern zusammen mit Neuwarethermoplasten, Glas-/Kohlenstofffasern und Masterbatchen mit beschichteten Fasern aus dem Teilprojekt B03 zu Granulaten verarbeitet. Die Granulate werden für weitere Teilprojekte zur Herstellung von Formteilen zur Verfügung gestellt und im Extrusions-/Pultrusionsprozess zur Imprägnierung von Endlosfasern genutzt. Durch das Mischen verschiedener Schmelzeströme können Gradierungen gezielt eingestellt werden. Am IKV wird ein modularer Versuchsaufbau realisiert, der eine definierte und wiederholbare Herstellung von gradierten Halbzeugen ermöglicht und in-situ Messmöglichkeiten für die Prozessanalyse bereitstellt. Langfristig sollen Daten, Methoden und Modelle zur Verfügung gestellt werden, die Produktionsressourcen, Prozessabläufe sowie Materialflüsse auf der Grundlage einer vom iEP vorgegebenen Zielkonfiguration automatisch konfigurieren.