Hier kommen Kunststoffe groß raus
Ein neues Kunststofftechnologie-Technikum ermöglicht Studierenden Einblicke in energieeffiziente und wirtschaftliche Fertigungsverfahren
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Zum Maschinenpark des neuen Technikums gehört auch ein Compounder, der in Lehre und Forschung eingesetzt wird. Foto: Christine Kornack |
Das Institut für Allgemeinen Maschinenbau und Kunststofftechnik an der TU Chemnitz ist um eine Attraktion reicher: Studierenden und Wissenschaftlern steht ein neues Kunststofftechnologie-Technikum zur Verfügung. "Mit dem neuen Technikum lässt sich die gesamte Prozesskette zur seriennahen Herstellung von Kunststoffbauteilen, von Materialcompoundierung, Granulatherstellung und -verarbeitung über Dosierung und Spritzgießfertigung bis hin zur Handhabung bei der Bauteilentnahme in industriellem Maßstab abbilden", erklärt Prof. Dr. Lothar Kroll, Inhaber der Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung (SLK). Offizielle Eröffnung des Technikums ist am 18. Juli 2007 im Rahmen eines Statusseminars mit zahlreichen Vertretern aus Industrie und Wissenschaft.
Der Maschinenpark des Technikums besteht aus Compounder, Granulattrockner, hydraulischer Spritzgießmaschine, Hybrid-Spritzgießmaschine und Handling-Roboter. In dieser Konfiguration erlaubt die Anlagen die grundlagenorientierte und anwendungsbezogene Forschung zur Verkettung von Prozessen für die Herstellung von belastungsangepassten Bauteilen. Sie werden im Allgemeinen gleich in den institutseigenen Prüfständen getestet. Herzstück des neuen Technikums ist der Spritzgießmaschinenkomplex. Dazu zählen Spritzgießmaschinen mit Schließkräften von 250 und 80 Tonnen. "Mit Krauss-Maffei, dem Hersteller der beiden Maschinen, haben wir den Weltmarktführer in der Maschinentechnik als Partner gewonnen und eine Kooperationsvereinbarung für strategische Zusammenarbeit unterzeichnet. Unsere Studenten und Mitarbeiter können damit die modernste Anlagentechnik im Thermoplastbereich nutzen", erläutert Prof. Kroll. Vor allem als studentische Hilfskräfte, im Rahmen von Praktika oder bei der Anfertigung von Beleg-, Studien- und Diplomarbeiten erhalten die Studierenden Einblicke in das für die Großserie geeignete, energieeffiziente und wirtschaftliche Fertigungsverfahren.
Anfragen von Industrievertretern zielen in der Regel darauf, Metalle durch Kunststoffe zu ersetzen. Für große Stückzahlen wird dabei die Spritzgießtechnik favorisiert. Eine reine Materialsubstitution ist allerdings hier kaum möglich, da völlig andere konstruktive und technologische Randbedingungen zu berücksichtigen sind. Die entsprechenden Bauteile werden direkt an der Professur SLK konstruiert. Erste konkrete Entwicklungserfolge konnten bereits mit einem neuen Spinnspulenkonzept gefeiert werden. Die ersten 2000 Spulen, die in der Zellulosefaserherstellung Anwendung finden, wurden an den Maschinen des Technikums gefertigt und in Qualitätsprüfungen sowie Belastungsversuchen umfassend untersucht. Die Entwickler standen dabei vor einer großen Herausforderung, da in der Zelluloseherstellung hohe Anforderungen an das Material gestellt werden: "Der Spinnprozess erfolgt in Schwefelsäure. Auf die Spule wirken außerdem Temperaturen von 80 Grad Celsius und beim Spülen ein Wasserdruck von 120 bar", erklärt Dr. Wolfgang Nendel von der Professur SLK. Die entwickelte Spule besteht aus Polypropylen mit einem Gewichtsanteil an Glasfaser von 50 Gewichtsprozent.
Die Compoundierungstechnologien zu faserverstärkten Kunststoffen und die Bauteilentwicklung sind allerdings nur ein Forschungsschwerpunkt der Professur SLK. Hinzu kommen die Herstellungstechnologien zu Naturfasercompounds sowie die Sonderverfahren langfaser- und textilhalbzeugverstärkte Spritzgieß- und Spritzprägetechnologien zur gezielten Oberflächenmodifizierung. "Die Anlagentechnik unseres Technikums schafft ferner die notwendigen Voraussetzungen zur Etablierung eines Innovationszentrums auf dem Gebiet der stückzahlintensiven Herstellung von endlosfaserverstärkten Kunststoffbauteilen für komplexe Anwendungen", so Prof. Kroll.
Weitere Informationen erteilt Prof. Dr. Lothar Kroll, Professur für Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung, Telefon (03 71) 5 31 - 3 57 06, E-Mail lothar.kroll@mb.tu-chemnitz.de.
(Autor: Thomas Doriath)
Katharina Thehos
02.07.2007
