Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBFWenn sich mehrere, meist mittelständische Unternehmen zusammentun, um ein branchenspezifisches oder -übergreifendes Problem zu lösen oder eine Idee zu erforschen, dabei von einer der AiF-Forschungvereinigungen mit Know-how unterstützt werden, dann nennt man das Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF). Auf den nachfolgenden Seiten veröffentlichen wir die Ergebnisse aus abgeschlossenen IGF-Forschungsvorhaben und stehen Ihnen für weitere Informationen natürlich gerne zur Verfügung.
AiF-Veröffentlichungen
Lebensdauerbewertung von geschweißten Verbindungselementen unter Montagevorspannung
Zuschussgeber: BMWi / IGF-Nr. 20818 N Forschungsstelle 1: Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Forschungsstelle 2: Technische Universität Darmstadt, Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik Fachgebiet Werkstoffmechanik, IFSW Bearbeiter und Verfasser: A. Jöckel (LBF), B. Möller (LBF), H. T. Beier (IFSW), P. Yadegari (IFSW)
Geschweißte Verbindungselemente, wie Bolzen und Muttern, werden zunehmend für zyklisch belastete und konstruktiv wichtige Bauteile eingesetzt. Der stetig wachsende Anwendungsbereich umfasst neben vielen anderen auch den Automobilbau zur Verbindung von Fahrwerkskomponenten. Die Schwingfestigkeit gilt als ein wesentliches
Kriterium für die Auslegung von geschweißten Verbindungselementen. Derzeit gibt es keine allgemein gültigen Regeln für den rechnerischen Nachweis der Schwingfestigkeit von belasteten geschweißten Verbindungselementen, insbesondere unter zusätzlicher
Berücksichtigung der Montagevorspannung.
Phänomenologische Strategie zur Berücksichtigung prozessspezifischer Materialeigenschaften in der simulativen Auslegung von additiv gefertigten Kunststoffbauteilen
Tamara van Roo und Felix Dillenberger, Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit (LBF), Mechanik und Simulation, Bereich Kunststoffe, Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Schlossgartenstraße 6, 64289 Darmstadt
Das Ziel dieses Projekts war es, eine systematische Auslegungsstrategie für im SLS-Verfahren hergestellte Polymerbauteile zu entwickeln. Hierbei sollte ein Materialmodell zum Einsatz kommen, welche bereits in FE-Solvern implementiert ist.
Warum versagen Beschichtungen in korrosiven Kunststoffschmelzen?
Dr. Bernd Steinhoff*, Dr. Herbert Scheerer** * Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit (LBF), Bereich Kunststoffe, Schlossgartenstr. 6, 64289 Darmstadt ** Technische Universität Darmstadt, MPA-IfW Darmstadt, Zentrum für Konstruktionswerkstoffe, Staatliche Materialprüfungsanstalt Darmstadt, Fachgebiet und Institut für Werkstoffkunde, Grafenstraße 2, 64283 Darmstadt
Ziel des Vorhabens war es, die Nachhaltigkeit von Werkzeugformen mittels Beschichtungen bei der Verarbeitung von korrosiven Formmassen zu verbessern, um die Wirtschaftlichkeit von kleinen und mittleren Unternehmen (kmU) zu stärken. Trotz deutlicher Steigerung der Beständigkeit der Werkzeugformen kann es durch initiale Schichtbeschädigungen und weiteres Voranschreiten zu einem Schichtversagen und somit zu Schäden bis hin zum Ausfall von Verarbeitungsmaschinen kommen.
Flammgeschütze Kabelmäntel mit verbesserten Langzeiteigenschaften durch Aufklärung von Wechselwirkungen zwischen nanoskaligen Füllstoffen und Verarbeitungs- oder Langzeitstabilisatoren (NanoFLAME)
IGF-Vorhaben-Nr. 20725 N, Laufzeit: 01.06.2019 - 30.09.2022, Autoren: Michael Großhauser, Guru Geertz, Elke Metzsch-Zilligen, Erik Westphal - Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF
Kunststoffe für Kabelmäntel und Drahtisolierungen müssen üblicherweise hohe Anforderungen erfüllen, und zwar über möglichst viele Jahrzehnte der Nutzung. Die dafür notwendigen Materialeigenschaften des Kunststoffes werden durch Zuschlagstoffe gezielt eingestellt, beispielsweise das Verhalten im Brandfall. Durch das Inkrafttreten der harmonisierten Norm hEN 50575:2017 werden die nötigen Brandschutzauflagen durch klassische Kabelformulierungen nicht mehr erreicht – Abhilfe schafft der Zusatz von Schichtsilikaten. Durch deren Zugabe wird jedoch die Langzeitstabilität dieser Formulierungen stark negativ beeinträchtigt. Ein Problem, für das die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF näher untersucht, Verständnis generiert und Lösungen für eine erhöhte Langzeitstabilität bei gleichzeitig unbeeinträchtigtem Brandverhalten entwickelt. ...
Laboratory method for the evaluation of the chemical compatibility of container materials based on polyethylene against crop protection formulations
Martin Böhning - Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung, Harald Oehler - Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Maximilian Thuy - Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung, Ute Niebergall - Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung, Ingo Alig - Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Niels Brauch - Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF
Damage due to slow crack growth (SGC) is a typical mode of failure for components and packaging made from polyethylene (PE). Usually, this crack growth originates from a local stress concentration caused by an external load, local defect or notches, or a combination of those. ...
Labormethode zum Nachweis der chemischen Verträglichkeit von Behälterwerkstoffen aus Polyethylen gegenüber Pflanzenschutzformulierungen
Martin Böhning - Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung, Harald Oehler - Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Maximilian Thuy - Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung, Ute Niebergall - Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung, Ingo Alig - Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Niels Brauch - Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF
Versagen durch langsames Risswachstum ist eine typische Versagensart für Bauteile und Verpackungen aus Polyethylen (PE). In der Regel geht dieses Risswachstum von einer lokalen mechanischen Spannungskonzentration aus, die durch äußere Einwirkung, lokale Fehlstellen oder Kerben oder der Kombination aus beidem bedingt ist. ...
Entwicklung von hochpräzisen und langzeitstabilen Gelpermeationschromatografie-Methoden (GPC-Methoden) für Hochleistungsthermoplaste (HLTP) unter Verwendung von graphitbasierten stationären Phasen
Jan-Hendrik Arndt, Tibor Macko, Robert Brüll
Im Rahmen des IGF-Vorhabens 20576 N sollten Methoden für die Größenausschlusschromatografie von Hochleistungsthermoplasten (PAEK, LCP, PPS) ausgearbeitet werden.
Bewitterungszyklen mit hoher Signifikanz für Kunststoffe und Beschichtungen in der kühlgemäßigten Klimazone
Dipl.-Ing. (Phys.) Harald Oehler, Dr. Matthias Werner
In einem AiF-Kooperationsprojekt der Fraunhofer-Institute LBF und IPA wurde untersucht, ob die aus dem Vergleich zwischen dem „Neuen Protokoll“ und langjährigen Wetterdaten aus Florida ableitbaren Zusammenhänge auf andere Klimazonen übertragbar sind und für die Entwicklung standortspezifischer Laborbewitterungsprotokolle genutzt werden können. Dies wurde exemplarisch für die kühl-gemäßigte Klimazone am Standort Stuttgart überprüft.
Entwicklung einer analytischen Methode zur quantitativen Bestimmung von modernen Stabilisatoren und deren Abbauprodukten in Thermoplasten
Jan-Hendrik Arndt, David Kot, Tibor Macko, Robert Brüll
Im Rahmen des Forschungsvorhabens 19826 N wurde eine Methode entwickelt, die es effizient erlaubt Stabilisatoren und deren Abbauprodukte aus Thermoplasten zu extrahieren und zu quantifizieren.
Neue Strategien zur Reduzierung des Füllstoffgehalts wärmeleitender Kunststoffcompounds
Dr. Frank Schönberger, Shilpa Khare
Die Zielsetzung des Forschungsvorhabens »HEATCOP« liegt auf der Reduzierung des Füllstoffgehalts bzw. Verbesserung kunststofftypischer Eigenschaften (wie Schlagzähigkeit, Fließfähigkeit, etc.) und nicht auf einer weiteren Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit.
Mehraxiales Kriechverhalten von Thermoplasten unter Temperatureinfluss (ThermoCreep)
Dr. Felix Dillenberger, Dr. Vladimir A. Kolupaev
Das Ziel des Projekts ist die Vorhersage viskoelastischen Effekte in thermoplastischen Bauteilen unter 3D-Belastung und Temperatureinfluss. Zur Analyse der Kriecheigenschaften wurden zwei unverstärkte Thermoplaste ausgewählt, die sich unterschiedlich unter Zug- und Druck verhalten.
Ultraglatte antiadhäsive Werkzeugbeschichtungen für Kunststoffformgebungs- und Folienverarbeitungsprozesse (Glanzform)
Dr. Bernd Steinhoff (Fraunhofer LBF), Dr. Frank Burmeister (Fraunhofer IWM), Dr. Martin Keunecke (Fraunhofer IST)
In diesem Forschungsvorhaben wurden antiadhäsive Beschichtungen für Kunststoffformgebungswerkzeuge weiterentwickelt und in ihrem Schichtwachstum und der sich ausbildenden Topografie so gesteuert, dass die hohen Oberflächenqualitäten bzw. Glanzgrade des unbeschichteten Werkzeugs erhalten bliebe.
Schnelle Entwicklung von flammgeschützten Formulierungen für thermoplastische Polyurethane
Projektleiter: Michael Großhauser (LBF), Bernhard Schartel (BAM)
Antibakterieller Wirkstoff in Kunststoffimplantaten aus PEEK und PLA - Wirksamkeit und Einfluss auf die Implantateigenschaften
Recycling von halogenfrei flammgeschützten Kunststoffen
Validierung und Weiterentwicklung des „Full Notch Creep Tests“ zur Bewertung von Kunststoffen für Gefahrgutbehälter
Phänomenologische Berechnungsstrategie für kurzfaserverstärkte Spritzgussformteile
Versagensverhalten von Mischschweißverbindungen unter crashartiger, mehrachsiger Beanspruchung am Beispiel von EMPT-Blechschweißungen
Elektrisch leitfähige, textile Bikomponentenfasern auf Basis von Polymer-Nanoverbundwerkstoffen
Durch Dispergiermittel optimierte Flammschutzformulierungen für Kunststoffe
Mechanismen-basierte Strategien zur Vermeidung der Belagbildung in Kunststoffverarbeitungsmaschinen und Werkzeugen
Schnelle Bestimmung der Korrosivität von Kunststoffschmelzen durch elektrochemische Messungen
Effiziente Emissionsminderung von polypropylenbasierten Materialien entlang ihrer Wertschöpfungskette
Monitoring schnellhärtender, hochgefüllter Harzsysteme
Leistungsfähige Qualitätskontrolle von Cellulosederivaten
Zustandsüberwachung Intralogistiksysteme, Vorhaben Nr. 489ZN
Konturtreue und antiadhäsive Beschichtungen für mikrostrukturierte Formgebungswerkzeuge für effiziente Kunststoffverarbeitungsprozesse
Charakterisierung und Simulation des Verhaltens von Dichtstoffen im Randverbund von Isolierverglasungen
Wechselwirkungschromatografie von Olefin-basierten Elastomeren
Spannung und Verzug in harzbasierten Laminaten
Früherkennung von witterungsbedingten Lackschäden
Early detection of weathering-induced damages in coatings
Auslegung von geklebten Stahlblechstrukturen im Automobilbau für schwingende Last bei wechselnden Temperaturen unter Berücksichtigung des Versagensverhaltens
Simultane Thermogravimetrie/Differenzthermoanalyse und Pyrolyse-GC/MS zur Untersuchung der Wirksamkeit und Wirkmechanismen von Flammschutzadditiven in Kunststoffen
Entwicklung hochmolekularer Haftvermittler auf Basis von Maleinsäureanhydrid-gepfropftem Polypropylen mit hohen Pfropfgraden
Konturtreue und antiadhäsive Beschichtungen für mikrostrukturierte Formgebungswerkzeuge für effiziente Kunststoffverarbeitungsprozesse
Charakterisierung und Simulation des Verhaltens von Dichtstoffen im Randverbund von Isolierverglasungen
Wechselwirkungschromatografie von Olefin-basierten Elastomeren
Spannung und Verzug in harzbasierten Laminaten
Früherkennung von witterungsbedingten Lackschäden
Early detection of weathering-induced damages in coatings
Auslegung von geklebten Stahlblechstrukturen im Automobilbau für schwingende Last bei wechselnden Temperaturen unter Berücksichtigung des Versagensverhaltens
Simultane Thermogravimetrie/Differenzthermoanalyse und Pyrolyse-GC/MS zur Untersuchung der Wirksamkeit und Wirkmechanismen von Flammschutzadditiven in Kunststoffen
Entwicklung hochmolekularer Haftvermittler auf Basis von Maleinsäureanhydrid-gepfropftem Polypropylen mit hohen Pfropfgraden
Großserientaugliche Faserverbundtechnologien für flächige Strukturbauteile mit integrierten Funktionselementen
Konturtreue und antiadhäsive Beschichtungen für mikrostrukturierte Formgebungswerkzeuge für effiziente Kunststoffverarbeitungsprozesse
Charakterisierung und Simulation des Verhaltens von Dichtstoffen im Randverbund von Isolierverglasungen
Wechselwirkungschromatografie von Olefin-basierten Elastomeren
Spannung und Verzug in harzbasierten Laminaten
Früherkennung von witterungsbedingten Lackschäden
Early detection of weathering-induced damages in coatings