Das Kunststoff-Zentrum SKZ und das Institut für Lasertechnologien in der Medizin und Messtechnik an der Universität Ulm (ILM) untersuchen gemeinsam die Nutzung verschiedener optischer Verfahren zur Vernetzungs- und Aushärtegradbestimmung. Im neu gestarteten Forschungsvorhaben OptiXlink wird die Eignung dieser nicht-invasiven Verfahren zur Online-Prozesskontrolle beleuchtet.
Optische Verfahren bieten einen neuartigen Lösungsansatz zur zerstörungsfreien und schnellen Vernetzungsgradbestimmung direkt am Bauteil.
SKZ
Durch Vernetzen werden die mechanischen, thermischen und chemischen Eigenschaften von Standardthermoplasten gezielt und kostengünstig verbessert. Bekanntestes Beispiel sind dabei Rohre aus vernetztem Polyethylen (PE-X). Ebenso vernetzen auch Klebstoffe beziehungsweise duroplastische Matrixmaterialien von Faserverbundkunststoffen während der Aushärtung.
Die wichtigste Qualitätskennzahl für Faserverbundkunststoffe und Klebstoffe ist der Aushärtegrad – im Falle von PE-X der Vernetzungsgrad. Bis dato kommen für dessen Bestimmung, insbesondere bei PE-X, stichprobenartig zerstörende und teilweise sehr zeitaufwendige Norm-Prüfmethoden zum Einsatz. Seitens der Industrie und Forschung bestehen bereits seit längerem Bestrebungen, alternative Verfahren, wie die dynamisch-mechanische Analyse oder Kernspinresonanz (NMR), zur beschleunigten Vernetzungsgradprüfung einzusetzen.
Unterstützung von Zukunftstrends
Optische Verfahren bieten einen vielversprechenden neuartigen Lösungsansatz zur prozessnahen, zerstörungsfreien und schnellen Vernetzungsgradbestimmung direkt an (Endlos-)Bauteilen. Dabei wird ausgenutzt, dass sich das Streu- und Absorptionsverhalten der untersuchten Kunststoffe beim Vernetzen und Aushärten verändert. Im Rahmen des Forschungsvorhabens mit einer Laufzeit von zwei Jahren verfolgen SKZ und ILM das Ziel, diese zerstörungsfreien, optischen Verfahren für die prozessnahe Bestimmung von Vernetzungs- und Aushärtegrad nutzbar zu machen und gleichzeitig deren Einsatzgrenzen systematisch zu evaluieren. Als Referenz dienen verschiedene in der Praxis gängige Prüfverfahren. Basierend auf den Ergebnissen des Forschungsvorhabens sollen die Zukunftstrends E-Mobilität und Leichtbau sowie die sichere Verwendung von PE-X-Rohren durch eine beschleunigte, prozessnahe Qualitätssicherung unterstützt werden.
Das Vorhaben 20848 N der Forschungsvereinigung “Fördergemeinschaft für das Süddeutsche Kunststoff-Zentrum e. V." wird über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen e. V. (AiF) im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.