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Projekte - Details

 

Entwicklung von Vorrichtungen und Verfahren zum Einsatz von unterschiedlichen BioPlastics für die Rapid Prototyping Technologie - FABIO - (FAbrication of parts with BIOplastics)

Anschrift
Hochschule Merseburg (FH) - Fachbereich Ingenieur- und Naturwissenschaften
06217 Merseburg
Eberhard-Leibnitz-Str. 2
Kontakt
Dipl.-Ing. Dietmar Glatz
Tel: +49 3461 462-802
E-Mail: dietmar.glatz@hs-merseburg.de
FKZ
22007607
Anfang
01.11.2010
Ende
30.04.2014
Aufgabenbeschreibung
Entwicklung von Verfahren und Vorrichtungen - FABIO - (FAbrication of parts with BIOplastics) zum Einsatz von unterschiedlichen BioPlastics für die Rapid Prototyping Technologie; Entstehung einer Plattform für Rapid Prototyping mit Kunststoffen aus nachwachsenden Rohstoffen Berechnung, Entwicklung, Konstruktion und Erprobung der Anlagen FABIO für Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen; Thermoplasisches Verfahren FEP (Fused Extrusion Prototyping); Duromeres Verfahren PSP (PhotoSensitive Polymerisation); Materialanpassung an das SLS-Verfahren (Selective Laser Sintering); Softwareentwicklung; Datenaufbereitung; Auslegung, Untersuchung, Prüfung und Auswertung von BioPlastics; Entwurf und Konstruktion von Bauteilen im 3D, Übergabe per STL, Step oder Rhinozerusdatei, Entwickeln von Supportmaterialen, Erprobung und Einfahren der Plattform zur Herstellung von Prototypen
Ergebnisdarstellung
Im Vorhaben wurden Verfahren und Vorrichtungen entwickelt, um damit unterschiedliche Biopolymere mit Rapid Prototyping (RP) Technologien zu verarbeiten. RP-Verfahren sind Fertigungsverfahren, die das Ziel haben, vorhandene Konstruktionsdaten (CAD-Daten) möglichst ohne manuelle Umwege oder Formen direkt und schnell in Werkstücke umzusetzen. Schwerpunkt der Untersuchungen war die Entwicklung des RP-Verfahrens Fused Extrusion Prototyping (FEP) zur Verarbeitung thermoplastischer biobasierter Kunststoffe in Granulatform. Hierfür wurde eine Versuchsanlage aufgebaut und die Verarbeitung unterschiedlicher Biokunststoffe erprobt. Bei der Versuchsanlage konzentrierte sich die Arbeit auf die Entwicklung der Plastifiziereinheit als Herzstück der Anlage. Hierbei ging es insbesondere um den Einzug, das optimale Aufschmelzen und den Austrag der Biopolymere durch Einflüsse von Zylinder- und Schnecken-konstruktion, Schneckenspiel, Schneckendrehzahl und Temperaturkühlung sowie Kopf- und Mundstückgeometrie. Die Ansteuerung der Anlage zur Umwandlung der CAD-Daten in die Maschinensprache und die Temperaturregelung wurden ebenfalls entwickelt und getestet. An den von Materialherstellern zur Verfügung gestellten Biopolymeren wurden verschiedene rheologische Untersuchungen durchgeführt. Die Materialkennwerte wurden u.a. für die Festlegung der erforderlichen Schneckengeometrie, die Abmessung der Austragsdüse aber auch für die Tem-peraturführung benötigt. Auf Grundlage dieser Untersuchungen wurden die notwendigen Para-metereinstellungen an der Versuchsanlage ermöglicht und es wurden Testläufe zur Verarbeitung von verschiedenen biobasierten, thermoplastischen Kunststoffen mit der Rapid Prototyping Technologie erfolgreich durchgeführt. Hierbei wurde die Extrudereinheit den ständig wechselnden Anforderungen angepasst und so weiterentwickelt, dass sie alle Granulatgrößen verarbeiten kann. Temperaturbereiche sind bis 300°C einstellbar. Erforderliche Kühleinrichtungen wurden berücksichtigt.

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Der Waldbeauftragte des BMEL Cajus Caesar; Bild: Thomas Imo/ photothek.net
Bundeslandwirtschaftsministerin Julia Klöckner mit dem Waldbeauftragten des BMEL, Cajus Julias Caesar.
Bild: Thomas Imo/photothek.net
 
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Basisdaten Nachwachsende Rohstoffe
 
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