Das Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT präsentiert auf der Fakuma 2024 eine Reihe innovativer Technologien und Materialien, die darauf abzielen, die Kunststoffindustrie umweltfreundlicher und effizienter zu gestalten.
Die vorgestellten Lösungen decken die Bereiche visionäre Spritzgießtechnologien, nachhaltige Werkstofflösungen, funktionale Materialien und innovative Schäumtechnologien ab. Diese zukunftsweisenden Technologien demonstrieren das Engagement des Fraunhofer ICT für eine ressourcenschonende und klimafreundliche Kunststoffverarbeitung.
Wegweisende Technologien im Bereich des Spritzgießens
3D-Skelett-Wickeltechnik (3DSW): Entwickelt am Fraunhofer ICT, ermöglicht diese Technik die Herstellung von faserverstärkten Skelettstrukturen für Leichtbauteile. Thermoplastisch imprägnierte Fasern verstärken die Kunststoffteile lokal, was in einem Pkw-Hinterachslenker demonstriert wird. Diese Technologie bringt Leichtigkeit und Stabilität zusammen und eignet sich für eine Vielzahl von Großserienanwendungen.
Additiv gefertigte Endlosfaser-Skelettstruktur: In Kooperation mit dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) wurde ein roboterbasiertes Verfahren zur Herstellung von Endlosfaser-Skelettstrukturen entwickelt. Das Verfahren bietet hohe Gestaltungsfreiheit und erzeugt Bauteile, die sich hervorragend zur Verstärkung von spritzgegossenen Teilen eignen. Ein Anwendungsbeispiel ist eine Betonverstärkungsstruktur, die präzise und energieeffizient gefertigt wird.
Lite2Duro Motor-Getriebe-Einheit: Die Motor-Getriebe-Einheit des Lite2Duro-Projekts kombiniert hohe Funktionalität mit geringem Gewicht. Das Gehäuse wird im Duromer-Spritzgießverfahren hergestellt und zeichnet sich durch seine Effizienz und Kühlfähigkeit aus. Diese Technik sorgt für ein leichtes und leistungsstarkes Gehäuse und eröffnet neue Möglichkeiten für Anwendungen in der Automobilindustrie.
Beinahe unzertrennlich: Metall und Polymer: Eine nanoporöse Haftschicht macht es möglich, Kunststoff direkt auf Metall aufzubringen. Diese Beschichtung verbessert die Haftung und ermöglicht das Recycling von Hybridbauteilen. Die Technik unterstützt eine effiziente Materialtrennung und bietet dadurch erhebliche ökologische Vorteile.
Nachhaltige Werkstofflösungen: vollständig recyclingfähige Materialien und Techniken zur Emissionsreduktion
Leichtbau mit nur einem Material: Die Monomaterial-Sitzlehne, die aus Polyamid, recyceltem Polyethylenterephthalat und biobasiertem Polylactid besteht, zeigt das Potenzial von kreislauffähigen Materialien. Diese thermoplastische Struktur vereint Fasern, Schaum und Kompaktmaterial und ermöglicht sowohl Leichtigkeit als auch vollständige Wiederverwertbarkeit.
Geruchsreduktion und Aufreinigung: Um den Anforderungen an emissions- und geruchsreduzierte Kunststoffe zu begegnen, setzt das Fraunhofer ICT auf innovative Compoundierprozesse. Die Verfahren entfernen störende Substanzen und verbessern die Qualität von Polymer-Rezyklaten. Insbesondere bei Rezyklaten finden Verfahren wie extraktive Extrusion zur Aufbereitung von Bau- und Verpackungskunststoffen Anwendung.
Aufbereitung von Rezyklaten: Zur Aufbereitung von Kunststoffabfällen setzt das Fraunhofer ICT auf physikalische Recyclingverfahren wie die extraktive Extrusion. Projekte wie CREAToR und SURPASS profitieren von diesem Verfahren, indem unerwünschte Substanzen wie HBCD und Lebensmittelrückstände effizient entfernt werden. Die so gewonnenen Materialien lassen sich in hochwertigen Anwendungen erneut verwenden.
Temperaturbeständige Kunststoffe auf Basis nachwachsender Rohstoffe: Die neuen biobasierten PLA-Formulierungen, die das Fraunhofer ICT entwickelt, zeichnen sich durch ihre Temperaturbeständigkeit und mechanische Belastbarkeit aus. Sie sind für Anwendungen in Bereichen wie dem Bau und der Automobilindustrie konzipiert und tragen zur Reduzierung fossiler Rohstoffe bei.
Funktionale Materialien
Das Fraunhofer ICT setzt zudem auf Materialien, die im Designprozess aktiv gesteuert werden können und neue Anwendungsmöglichkeiten eröffnen.
Reaktive Extrusion mit reduziertem CO2-Fußabdruck: Durch den Ersatz erdölbasierter Komponenten bietet die reaktive Extrusion des Fraunhofer ICT eine nachhaltige Herstellung thermoplastischer Polyurethan-Elastomere (TPU). Inline-analytische Verfahren sorgen für eine präzise Überwachung und Steuerung des Materialflusses. Diese umweltfreundliche Technik eignet sich für vielseitige Einsatzbereiche und minimiert gleichzeitig den CO2-Ausstoß.
Programmierbare Materialien – Paradigmenwechsel im Produktdesign: Materialien, die auf äußere Einflüsse reagieren und bei Bedarf Form und Eigenschaften ändern können, eröffnen völlig neue Möglichkeiten im Designprozess. Das Fraunhofer ICT zeigt Materialmuster mit Shape-Morphing-Verhalten, die durch mechanische Belastung gezielt die Form ändern und sich für Anwendungen in der Medizintechnik und Robotik eignen. Weitere Informationen: Fraunhofer Cluster of Excellence Programmierbare Materialien CPM
Innovative Schäumtechnologien
Schäume sind nicht nur leicht, sondern ermöglichen auch eine erhebliche Ressourceneffizienz. Das Fraunhofer ICT stellt verschiedene Schäumtechnologien vor.
Innovative Schaummaterialien: Diese biobasierten Schäume auf PLA-Basis sowie Polyamid-Schäume bieten eine umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Materialien. Die neuen Schaumtechnologien sind vielseitig einsetzbar, etwa zur thermischen Isolation oder als leichtes Baumaterial in der Automobilindustrie. Die Materialien reduzieren durch ihre Struktur den CO2-Fußabdruck und verbessern die Ressourceneffizienz. Weitere Informationen: Schäumtechnologien am Fraunhofer ICT
In-Situ-Schäumtechniken: Die am Fraunhofer ICT entwickelten Schäum-Filamente ermöglichen es, Bauteile direkt während des 3D-Druckprozesses aufzuschäumen. So entsteht eine Vielzahl an leichten und robusten Strukturen für verschiedene Anwendungen. Dieses Verfahren kann auf herkömmlichen 3D-Druckern genutzt werden und bietet Flexibilität sowie Energieeinsparungen.
Recyclingfähige bio-basierte Sportartikel auf Basis von PLA: Die expandierbaren PLA-Partikelschäume bieten ein nachhaltiges Material für Sportartikel wie Fahrradhelme und Surfboards. Diese Bauteile bestehen aus biobasierten und vollständig recyclingfähigen Kunststoffen und bieten sowohl Sicherheit als auch eine reduzierte Umweltbelastung.
Besuchen Sie das Fraunhofer ICT auf der Fakuma 2024
Das Fraunhofer ICT freut sich, Besuchern die neuesten Entwicklungen in der Kunststofftechnologie auf der Fakuma 2024 in Friedrichshafen vorzustellen. In Halle B4, Stand B4-4303, stehen die Exponate bereit, um Interessierten die zukunftsweisenden Technologien und Materiallösungen des Fraunhofer ICT näherzubringen und Möglichkeiten für eine nachhaltige Kunststoffindustrie zu präsentieren.