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Entwicklung maßgeschneiderter Compounds
Neben klassischen Thermoplasten wie Polyolefinen, Polyvinylchlorid, Polyestern, Polyamiden, Polycarbonaten oder Styrolcopolymeren sowie deren Blends forschen wir an der Entwicklung von Biopolymeren, Wood Polymer Composites (WPC), Hochleistungskunststoffen, Nanocomposites und thermoplastischen Elastomeren (TPE).
Verarbeitung und Weiterbearbeitung von Kunststoffprodukten
Wir arbeiten an Themen mit starkem Bezug zur industriellen Umsetzung. Dabei können wir auf ein großes Netzwerk vertrauen, das unsere Kompetenzen ergänzt. So gelingt es uns, innovative Lösungen für Ihre Fragestellungen zu entwickeln.
Fehler entdecken und Gefahren minimieren
In der Kunststoffindustrie werden unterschiedliche Prüfmethoden zur Prozessüberwachung und Bauteilprüfung eingesetzt. Sie helfen bei der Schadensanalyse, Qualitätskontrolle und Produktüberwachung.
Auch im Abfall stecken wertvolle Rohstoffe
Wir arbeiten an Themen mit starkem Bezug zur industriellen Umsetzung. Dabei können wir auf ein großes Netzwerk vertrauen, das unsere Kompetenzen ergänzt. So gelingt es uns, innovative Lösungen für Ihre Fragestellungen zu entwickeln.
Analog war gestern – Industrie 4.0 ist die Zukunft
Die Digitalisierung ist ein Eckpfeiler der modernen Industrie. Sie birgt ein enormes Potenzial, um die Leistungen in der Produktion deutlich zu steigern und damit die Wettbewerbsfähigkeit in Deutschland zu stärken.
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QS zur Oberflächenvorbehandlung
Inline-Qualitätskontrolle der Oberflächenvorbehandlung von Kunststoffen mittels Thermografie
Projektdauer
Von: 01.09.2019 Bis: 28.02.2022Beschreibung
Für optimale Ergebnisse beim Kleben, Bedrucken, Lackieren, Laminieren und Beschichten von Kunststoffbauteilen ist eine vorbereitete und kontaminationsfreie Oberfläche Voraussetzung. Bei niederenergetischen Kunststoffoberflächen, wie beispielweise Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP), ist zudem oftmals eine zusätzliche Oberflächenvorbehandlung notwendig, um die Benetzung, Adhäsion, Langzeitstabilität und Reproduzierbarkeit zu erhöhen. Entsprechend gewinnt auch die Qualitätssicherung (QS) von Oberflächenvorbehandlungen an Bedeutung, weswegen die passive Thermografie als zerstörungsfreie, kontaminationsfreie und flächige QS-Methode auf ihre Eignung hin untersucht wurde.
Als Kunststoffsubstrate wurden extrudiertes PP, PE, Polyamid 6 (PA6) sowie ein gespritztes PP-Compound und die Behandlungsverfahren Atmosphärendruckplasma (ADP), Beflammen und Coronajet verwendet. Verschiedene Behandlungsintensitäten - hervorgerufen durch unterschiedliche Prozessparameter wurden Kontaktwinkelmessungen und die Auswertung nach verschiedenen Modellen sowie Klebungen und deren Prüfung mittels der Zugprüfungszentrifugaltechnik (CAT) referenziert.
Im Rahmen der Untersuchungen wurden verschiedene Auswertemethoden entwickelt und die verwendeten Kunststoffe hinsichtlich ihres Emissionsgrades zwischen 30 und 100 °C charakterisiert. Es zeigte sich, dass die Thermografie zur Unterstützung der Prozessparameterfindung bei Coronajet oder rotierenden Plasmadüsen herangezogen werden kann. Für die Thermografieauswertungen hat sich für eine Coronajetbehandlung eine Messfeldauswertung und für alle anderen untersuchten Verfahren eine Linienauswertung bewährt. Sind verschiedene Behandlungsintensitäten durch die Referenzcharakterisierungen separierbar, so konnten diese ebenfalls in der thermografischen Auswertung abgebildet werden. Demnach war beispielweise für PP die thermische Abgrenzung von Überbehandlungen und Unterbehandlungen möglich. Auf Basis der Versuchsergebnisse wurde eine Auswertesoftware für Oberflächenbehandlungen programmiert, welche speziell die Überwachung von Kunststoffbehandlungen in einer Linie ermöglicht.
Die passive Thermografie stellt zusammenfassend eine vielversprechende Möglichkeit zur QS von Oberflächenbehandlungsverfahren dar. Verschiedene Vorbehandlungszustände können durch Referenzcharakterisierungen abgeglichen und thermische Prozessfenster definiert werden, um sowohl Unter- und Überbehandlungen zu vermeiden sowie Auffälligkeiten im Behandlungsprozess zu detektieren.
Danksagung
Das IGF-Vorhaben 20320 N der Forschungsvereinigung FSKZ e.V. wurde über die Arbeitsgemeinschaft industrielle Forschungsvereinigungen (AiF) im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
