Kooperationsprojekt Munacu<\/a> \u2013 Multifunktionale Naturfaser Kunststoff Composites war eine Bekanntmachung des Bundesministeriums f\u00fcr Bildung und Forschung (BMBF). Demnach unterst\u00fctzt das BMBF im Rahmen der F\u00f6rderma\u00dfnahme FH Invest Fachhochschulen, die ihr Forschungsprofil oder einen Forschungsschwerpunkt mit Hilfe von Investitionsprojekten zur Bereitstellung und Anwendung von Forschungsger\u00e4ten ausbauen wollen.<\/p>\n“Unsere Ausgangs\u00fcberlegung war, die klassische Holzverarbeitung mit der bew\u00e4hrten und effizienten One-Shot-Technik des Spritzgie\u00dfens zu verkn\u00fcpfen”, sagt Peter Karlinger, Professor an der Hochschule Rosenheim, den Werdegang des Projekts. Karlinger betreut unter anderem das Fachgebiet Spritzgie\u00dfen und forscht in den Bereichen Prozesstechnik beim Spritzgie\u00dfen, Leichtbau und Reinraumtechnik.<\/p>\n
Gemeinsam mit seinen Kollegen Dr.-Ing. Michael Schemme, dessen Spezialgebiet Faserverbundwerkstoffe ist, sowie Dr. Andreas Michanickl von der Fakult\u00e4t Holztechnik und Bau konzipierte er das Projekt “Multifunktionaler Leichtbau mit nat\u00fcrlichen Roh- bzw. Werkstoffen, speziell mit nachwachsenden Fasern.”<\/p>\n
Ganzheitliche Anlagenkonfiguration
\nBei der Anlagenkonfiguration haben die Forscher ein ganzheitliches Konzept verfolgt, das zugleich dem \u00fcbergeordneten Leitthema “Vom Rohstoff \u00fcber die Fasern zum Bauteil” entspricht. Entsprechend komplex ist die Pilotanlage, die aus mehreren Komponenten in verschiedenen Bereichen besteht:<\/p>\n
Refineranlage im Labor f\u00fcr Holzwerkstofftechnik f\u00fcr die Herstellung von definierten Fasern aus nat\u00fcrlichen Rohstoffen
\nDCIM-Spritzgie\u00dfcompounder im Technikum Kunststoffverarbeitung
\nGravimetrische Synchrondosier- und Mischstation mit vier Dosiermodulen zur Beschickung des Compounders
\nVertikale Schlie\u00dfeinheit die sich zugleich als Pr\u00e4gepresse einsetzen l\u00e4sst
\nZusatz-Spritzgie\u00dfaggregat (Bolt-On-Aggregat)
\nIMC-Spritzgie\u00dfcompounder mit einer kontinuierlich gravimetrischen Dosierung
\nSechs-Achs-Roboter, Versuchswerkzeuge und Pr\u00fcfeinrichtungen<\/p>\n
Materialaufbereitung und Verarbeitung mit DCIM-Technologie
\nBeim Direct Compounding Injection Moulding (DCIM) erfolgen die Aufbereitung der Ausgangsmaterialien und die anschlie\u00dfende Formgebung in einem Fertigungsschritt. Dazu arbeitet ein Einschnecken-Compoundier-Extruder kontinuierlich einer Standard-Plastifizier- und Einspritzeinheit zu. An der Spitze des Extruders ist ein Umschaltventil, \u00fcber das die Materialzufuhr zur Plastifizier- und Einspritzeinheit geregelt wird. Ein Schmelzereservoir ist hier nicht erforderlich – auch bleibt der Spritzgie\u00dfprozess selbst unver\u00e4ndert.<\/p>\n
Die Direktverarbeitung in einer W\u00e4rme hat sowohl technische als auch wirtschaftliche Vorteile. Zu nennen sind etwa eine bessere Materialqualit\u00e4t aufgrund der geringeren thermischen und mechanischen Belastung (geringere Scherbelastung) des Materials. Auch lassen sich beispielsweise l\u00e4ngere Fasern einarbeiten und schonend homogen verteilen, was im Hinblick auf die Verarbeitung von Naturfasern wichtig ist. Durch den Wegfall der zus\u00e4tzlichen Halbzeugstufe ergeben sich zudem Kosten- und Energieeinsparungen. Die DCIM-Technologie ist eine Gemeinschaftsentwicklung von Krauss Maffei, Motan-Colortronic und dem Compoundentwickler Exipnos.<\/p>\n
Vierfach-Labline-Dosierung<\/p>\n
Die Materialversorgung des Compoundier-Extruders erfolgt mit einer gravimetrischen Synchrondosier- und Mischeinheit aus der Graviplus-Baureihe von Motan-Colortronic. Das Dosiersystem ist mit vier Labline-Dosiermodulen ausger\u00fcstet. W\u00e4hrend ein Dosiermodul mit einem Metro-F\u00f6rderger\u00e4t automatisch bef\u00fcllt werden kann, sind die \u00fcbrigen drei manuell zu bef\u00fcllen. F\u00fcr die Basisausstattung wurden Dosierschnecken f\u00fcr unterschiedliche Rieseleigenschaften – frei, m\u00e4\u00dfig und schwer flie\u00dfend – gew\u00e4hlt. Ein Dosierger\u00e4t ist mit einem Doppelschneckenmodul ausger\u00fcstet.<\/p>\n
Das Dosiersystem ist modular aufgebaut und l\u00e4sst sich laut Herstellerangaben ohne gro\u00dfen Aufwand schnell an die unterschiedlichsten Dosieraufgaben anpassen. Dazu stehen optional verschiedene Dosiermodule f\u00fcr Granulat, Mikrogranulat, Pulver und Mahlgut sowie f\u00fcr Fl\u00fcssigkeiten zur Verf\u00fcgung. F\u00fcr schwer oder nicht rieself\u00e4hige Materialien enth\u00e4lt der Dosier-Baukasten Dosiermodule mit Doppelschnecken und R\u00fchrwerken.<\/p>\n
Das Graviplus arbeitet nach dem Differential-Wiegeprinzip, das auch als Loss-in-weight-Prinzip bekannt ist. Im Vergleich zu einem Chargen-Dosierger\u00e4t weist die Loss-in-Weight-Technik eine wesentlich h\u00f6here Dosiergenauigkeit auf, wie Dosierversuche bei einem fr\u00fcheren Projekt zeigten. Dieser Aspekt ist bei schwierig zu dosierenden Materialien von besonderer Bedeutung. Zudem sind durch das direkte Eindosieren in den Compoundier-Extruder Entmischungen nahezu ausgeschlossen. Neben der erforderlichen Dosiergenauigkeit war dies ein weiterer Grund, der f\u00fcr eine kontinuierlich gravimetrisch arbeitende Dosierung sprach.<\/p>\n
Materialfluss kontinuierlich \u00fcberwacht
\nIm Betrieb vergleicht die Steuerung den realen Durchsatz mit dem hinterlegten Soll-Durchsatz, wobei sie eventuelle Abweichungen sofort erkennt. Ausgeglichen werden Abweichungen \u00fcber die Drehzahl der Dosierorgane. Der Materialaustrag erfolgt kontinuierlich und synchron in den Sammelbeh\u00e4lter. Von dort gelangt die so entstandene homogene Mischung in den Materialeinzug des Compounders. Entmischungen sind bei dieser Verfahrensweise nicht zu bef\u00fcrchten.<\/p>\n
Weil der Materialfluss kontinuierlich gewichtsbezogen \u00fcberwacht und geregelt wird, haben Sch\u00fcttgewichtsschwankungen, Korngr\u00f6\u00dfen\u00e4nderungen oder wechselndes Flie\u00dfverhalten bei der Differentialdosierung so gut wie keine Auswirkungen auf die Dosiergenauigkeit. Auch dieser Aspekt spielt bei den anstehenden Untersuchungen in Rosenheim eine wichtige Rolle, denn insbesondere das Dosieren und F\u00f6rdern von Naturfasern gilt als eine gewaltige Herausforderung.<\/p>\n
“Neben der hohen Dosiergenauigkeit und der Reproduzierbarkeit der Ergebnisse war die einfache Handhabung des Systems eine klare Forderung. Mit wenigen Handgriffen k\u00f6nnen wir den Versuchsaufbau variieren sowie Materialwechsel vornehmen,” sagt Karlinger erg\u00e4nzend.<\/p>\n
Mit der nun zur Verf\u00fcgung stehenden Anlagentechnik er\u00f6ffnet sich den Holz- und Kunststoffexperten ein weites Spektrum f\u00fcr material- und verfahrenstechnische Untersuchungen. Im Mittelpunkt steht die Erforschung und Entwicklung neuer Werkstoffe und Leichtbauverfahren, um Bauteile mit Naturfasern ressourcenschonend, kosteng\u00fcnstig und vielseitig einsetzbar herzustellen. In Verbindung mit dem IMC-Spritzgie\u00dfcompounder \u2013 der ebenfalls mit einem kontinuierlich gravimetrischen Dosiersystem von Motan-Colortronic ausger\u00fcstet ist \u2013 sind dar\u00fcber hinaus vergleichende Untersuchungen zwischen DCIM und dem klassischen gleichlaufenden Doppelschneckenextruder geplant.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
F\u00fcr die Entwicklung innovativer klima- und ressourcenfreundlicher Verfahren und Werkstoffe f\u00fcr den Fahrzeugbau, den Holz- und M\u00f6belbau sowie zahlreiche weitere Anwendungen, wurde an der Hochschule Rosenheim eine bundesweit einzigartige Anlage mit Pilotcharakter installiert. Ziel des Investitions-Projektes ist es, die Vorteile von Holz- bzw. Naturfasern mit denen von Kunststoffen zu verbinden, um technologisch innovative Produkte aus […]<\/p>\n","protected":false},"author":59,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"","nova_meta_subtitle":"","footnotes":""},"categories":[5572],"tags":[12423,13076,10719],"supplier":[187,264],"class_list":["post-53772","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","tag-baumaterial","tag-composite","tag-naturfasern","supplier-bundesministerium-fuer-bildung-und-forschung-bmbf","supplier-hochschule-rosenheim"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/53772","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/59"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=53772"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/53772\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=53772"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=53772"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=53772"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=53772"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}