Bachelorarbeit oder Masterarbeit
Einordnung deiner Forschung:
Schaumkunststoffe leisten einen wichtigen Beitrag zur Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz. Schaumfolien werden aufgrund ihrer isolierenden und dämmenden Eigenschaften z. B. als Isolationsmaterialien in Batteriesystemen von Elektrowagen (Bild) oder im Baubereich als Randdämmstreifen oder als Trittschalldämmungen eingesetzt. Zur Herstellung von Schaumfolien werden vorwiegend brennbare, entzündliche physikalische Treibmittel wie z. B. Isobutan eingesetzt. Als nachhaltige Alternative bieten sich inerte Treibmittel wie z. B. Kohlenstoffdioxid (CO2) oder Stickstoff an (N2). Diese besitzen allerdings eine geringe Löslichkeit in Kunststoffschmelzen, wodurch die Schaumqualität eingeschränkt wird. Durch die Verwendung von innovativen nachhaltigen Treibmittelgemischen aus bspw. CO2 und N2 können unter Ausnutzung von Synergieeffekten die Verarbeitungseigenschaften des Materials zielgerichtet angepasst werden, um geringere Schaumdichten und homogener Schaumstrukturen zu erzielen. Gleichzeitig kann so auf den Einsatz brennbarer, entzündlicher physikalischer Treibmittel verzichtet werden.
Die Wirkzusammenhänge zwischen Prozessparametern (Schmelztemperatur, Werkzeugdruck, Kühlung etc.), Treibmittelrezeptur (Art und Menge der Co-Treibmittel) und den Schaumeigenschaften (Welligkeit, Zellmorphologie, Oberfläche) sind bisher unzureichend erforscht. Insbesondere die Löslichkeit des Treibmittels in der Schmelze hat einen großen Einfluss auf die Zellstruktur. Durch eine geeignete Rezeptur- sowie Verfahrensentwicklung sollen Schaumfolien unter Einsatz nachhaltiger Treibmittelgemische hergestellt werden.
© v. l. n. r.: GVI/KÖNIG METALL, IKVZielsetzung:
Das Ziel deiner Arbeit ist es, die Prozessführung und die Schaumeigenschaften bei unterschiedlichen Treibmittelrezepturen und Prozesseinstellungen zu untersuchen. Das Ziel deiner Abschlussarbeit kann individuell an den Umfang einer Bachelor- bzw. Masterarbeit angepasst werden.
Deine Aufgabenstellung:
- Du führst Recherchen im Bereich physikalischer Treibmittelgemische durch
- Du untersuchst die rheologischen Eigenschaften der Schmelze unter Einsatz unterschiedlicher Treibmittelrezepturen
- Du führst Schaumextrusions-Versuche durch und bewertest verschiedene Prozesseinstellungen und Treibmittelrezepturen hinsichtlich ihres resultierenden Expansionsverhaltens und der Schaumeigenschaften
- Du analysierst die hergestellten Schäume hinsichtlich Zellgröße, Zellhomogenität sowie Zelldichte
Dein Profil:
Bevorzugte Studiengänge
- Maschinenbau / Wirtschaftsingenieurwesen, Fachrichtung Maschinenbau
- Automatisierungstechnik
- Allgemeiner Maschinenbau
- Computational Engineering Science (CES)
- Materialwissenschaften
- Wirtschaftsingenieurwesen, Fachrichtung Werkstoff- und Prozesstechnik
- Umweltingenieurwissenschaften
Über die Arbeitsgruppe:
In der Arbeitsgruppe „Schaumextrusion“ setzen wir uns mit Themen wie nachhaltigen Treibmittelsystemen, Prozess- und Verfahrensentwicklung sowie der Verarbeitung alternativer Werkstoffe wie z. B. Biokunststoffe auseinander.
Wenn du Interesse oder Fragen zu diesem Thema hast, nimm gerne Kontakt zu mir auf. Gerne kannst du dich telefonisch oder per E-Mail melden.