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FORSCHUNGSPROJEKTE

Wir schaffen technologischen Fortschritt.

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HyTraM

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HyTraM

Entwicklung hybrider temperaturwechselbeständiger Werkstoffverbunde aus transparenten Materialien für innovative Funktions- und Designbauteile.

Transparente Funktions- und Designbauteile werden für vielfältige Anwendungen in den Bereichen Medizin, Biotechnologie/Mikrofluidik, Automotive, Displays und Beleuchtungstechnik eingesetzt und bestehen entweder aus Glas oder Kunststoff.

Neben der hohen Lichtdurchlässigkeit hat jeder dieser beiden Werkstoffe spezifische Nachteile, die dessen Verwendung einschränkt. Während bei Glaskomponenten die Formvielfalt beschränkt ist, bieten Kunststoffbauteile nur geringe Kratzfestigkeit, sind wenig beständig gegen Chemikalien und erlauben nur geringe Betriebstemperaturen sowie Temperaturwechselzyklen.

Hybride Glas-Kunststoff Werkstoffverbunde können diese Beschränkungen aufheben, da sie die Vorteile der beiden Materialsorten kombinieren. Derzeit werden solche Compounds durch Kleben hergestellt, erlauben dann aber nur wenige Temperaturwechselzyklen und besitzen nur geringe Festigkeiten. Die stoffschlüssige Verbindung der beiden Werkstoffe durch Hinterspritzen der Glaskomponente mit Kunststoff ist zwar in Ansätzen getestet worden, benötigt aber spezielle, je nach Compound nicht verfügbare Haftvermittler und ist hinsichtlich der Glastoleranzen beim Einlegen in das Spritzgießwerkzeug nicht zufriedenstellend.

Mittels einer laserbasierten Verbindungstechnik, bei der die Glaskomponente zunächst laserstrukturiert und dann sowohl durch Laserstrahlfügen als auch durch Hinterspritzen mit der Kunststoffkomponente verbunden wird, entsteht ein hybrider Glas-Kunststoff Verbund mit hoher Temperaturwechselbeständigkeit.

 

VMAP

VMAP

VMAP

Virtual Material Modelling in Manufacturing

Das ITEA-VMAP-Projekt zielt darauf ab, ein gemeinsames Verständnis und interoperable Definitionen für virtuelle Materialmodelle in CAE zu erlangen.
Anhand von industriellen Anwendungsfällen aus wichtigen Materialbereichen und mit repräsentativen Fertigungsprozessen werden neue Konzepte für eine universelle Schnittstelle zum Materialaustausch für virtuelle Engineering-Workflows erstellt.

Herausforderung angenommen

Das Fehlen von Softwarestandards in virtuellen Engineering-Workflows und inkompatiblen Schnittstellen für die Übertragung virtueller Materialinformationen verursacht nicht nur zusätzliche Kosten und komplexe manuelle Anpassungen, sondern führt auch zu unflexiblen IT-Lösungen, Informationsverlust und erheblichen Verzögerungen im gesamten Entwurfsprozess. Die Standardisierung von Materialschnittstellen in CAE ist daher für alle Industriesegmente von entscheidender Bedeutung, in denen das Materialverhalten für die Produkt- und Prozessgestaltung von zentraler Bedeutung ist.

 

VORGESCHLAGENE LÖSUNGEN

Die im Rahmen des VMAP-Projekts erstellten Konzepte werden in einem offenen Software-Schnittstellenstandard konkretisiert und in einer Reihe von Softwaretools implementiert. Die Vorteile des integrierten Materialhandlings werden anhand von sechs industriellen Anwendungsfällen aus verschiedenen Materialkategorien, Fertigungsbereichen und Industriesegmenten demonstriert. Kurz gesagt, VMAP generiert universelle Konzepte und offene Software-Schnittstellenspezifikationen für den Austausch von Materialinformationen in CAE-Workflows. Die Implementierung wird für erweiterte CAE-Tool-Schnittstellen und erforderlichenfalls für Übersetzungstools durchgeführt, die der Spezifikation für offene Schnittstellen folgen. VMAP wird auch virtuelle Industriedemonstratoren für relevante Materialbereiche und Herstellungsprozesse implementieren und Best-Practice-Richtlinien für die Community bereitstellen. Durch die Einrichtung einer offenen und herstellerneutralen Community mit dem Namen „Material Data Exchange Interface Standard“ wird sichergestellt, dass die Standardisierungsbemühungen auch in Zukunft fortgesetzt werden.

PROJEKTIERTE ERGEBNISSE UND AUSWIRKUNGEN

Interoperable virtuelle Materialmodelle und eine nahtlose Übertragung der Materialdatenhistorie in einem CAE-Workflow ermöglichen es Anwendern in der Industrie, bessere Produkte in kürzerer Zeit und in effizienteren Fertigungsprozessen zu entwickeln und zu produzieren. Mithilfe von Schnittstellenstandards können CAE-Softwareentwickler und -Anbieter weitere virtuelle Materialmodelle realisieren, die sich problemlos in ganzheitliche Entwurfs-, Simulations- und Optimierungsworkflows integrieren lassen. In Europas wachsendem und zukünftigem Fertigungsmarkt, in dem die Werkstofftechnologie ein Schlüsselfaktor ist, kann ein offener Software-Schnittstellenstandard für die virtuelle Materialmodellierung erhebliche Vorteile haben, insbesondere im schnell wachsenden Markt der additiven Fertigung für Metall und Kunststoffe.

 

TSchaum + Funktion

tschaum

TSchaum + Funktion

Netzwerk Leichtbau

Funktionsgerechte Bauweisen mit thermoplastischen Schäumen - unter dieser Überschrift agiert das im Oktober 2017 gegründete Netzwerk "TSchaum+Funktion" im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM) unter der Federführung der Kunststoff-Zentrum in Leipzig gGmbH (KUZ).

ZIM-Kooperationsnetzwerke bieten kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) eine Plattform, um Kompetenzen aus verschiedenen Industriezweigen zu bündeln. Die Zusammenarbeit erleichtert die Umsetzung neuester Entwicklungen der Wissenschaft und Technik in marktfähige Produkte. Das KUZ fungiert als Netzwerkmanagementeinrichtung, koordiniert und unterstützt die Zusammenarbeit der Partner.

Ziele

Im Netzwerk "TSchaum+Funktion" sollen auf Basis des thermoplastischen Schaumspritzgießens neue Anwendungen erschlossen werden, in denen unter Nutzung der technologischen Möglichkeiten leichte Bauteile mit integrierter Funktionalität ökonomische und ökologische Vorteile bringen. Der Weg zur Entwicklung innovativer Lösungen erfolgt durch:

  • Kombination mit anderen Technologien wie Sandwichspritzgießen,
  • Verbreiterung der Kunststoffpalette,
  • Funktionsintegration, z.B. durch Kombination mit Einlegern, Anspritzelementen, funktionalen Schichten oder Additiven und
  • Ersatz nicht thermoplastischer Schäume.

Nutzen

  • Entwicklung neuer marktfähiger Leichtbauprodukte
  • Zugewinn von Marktanteilen
  • Einsparung von Material und somit Kosten
  • Erwerb von interdisziplinärem Know-How
  • Partizipation an aktuellen FuE Ergebnissen

Der Marktbedarf an wettbewerbsfähigen Leichtbauteilen ist sehr hoch und die Tendenz ist weiter steigend. Daher ist auch der Zuwachs an Know-how im Bereich Leichtbau für die Wettbewerbsfähigkeit der KMU von zentraler Bedeutung.

 

 

COSIMA

CoSiMa_Forschungsprojekt

CoSiMa

Connecting simulation and machine to optimize the production process of injection molded parts

Ziel des Forschungsprojektes „Connecting simulation and machine to optimize the production process of injection molded parts – CoSiMa“ (03INT507BA) ist es, eine lückenlose Kommunikation zwischen Prozesssimulation und Spritzgießmaschine zu realisieren.

Mit einem internationalen Konsortium aus deutschen und slowenischen Unternehmen sowie dem slowenischen Forschungscluster Tecos – Slovenian Tool and Die Development Centre, Celje, Slowenien wird eine Transferfunktion entwickelt, um simulationsbasierte Einstelldatensätze direkt der Spritzgießmaschine zu übergeben. Mithilfe eines Manufacturing Execution Systems (MES) als Mediator zwischen Simulation und Maschine, wird es zudem möglich sein, den Bediener an der Maschine im Einstellprozess durch die Bereitstellung der Simulationsergebnisse eines relevanten Prozessfensters zu unterstützen.

Das IKV koordiniert neben den eigenen inhaltlichen Tätigkeiten auch die erfolgreiche internationale Kooperation im Konsortiums. ARBURG treibt die maschinenseitige Entwicklung der notwendigen Schnittstellen und der Maschinensteuerung voran, während GRP die Infrastruktur zum Datenhandling bereitstellt. Simcon forciert die simulationsseitige Schnittstelle und die hinterlegten Materialmodelle. TECOS koordiniert die Arbeiten der slowenischen Partner und die Betrachtung werkzeugabhängiger Einflussfaktoren, während Praxistests bei den Partnern KOLEKTOR und TEHNOMAT durchgeführt werden.

 

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