Im Projekt Lite2Duro wird an der Steigerung der Nachhaltigkeit und Energieeffizienz in der Verarbeitung von duromeren Kunststoffen geforscht. In einem breit aufgestellten Konsortium werden drei wichtige prozesstechnische Hemmnisse untersucht, Simulationsmethoden weiterentwickelt und die Lösungen an zwei industrienahen Anwendungen demonstriert.
Im ersten Schritt wird eine aktive Kavitätsbalancierung entwickelt, die die prozesssichere, wirtschaftliche und ressourcenschonende Herstellung von mehreren, identischen Präzisionsbauteilen aus duromeren Formmassen gleichzeitig ermöglicht. Der zweite Schwerpunkt ist die Entwicklung einer Spritzgießmaschine, die in der Lage ist, das verarbeitbare Kunststoff-Volumen pro Zyklus zu steigern. Damit wird insgesamt eine wirtschaftlichere und energieeffizientere Großserienfertigung erreicht. Als dritter Faktor wird eine Recycling-Strategie für den Angussverteiler erarbeitet, die auf einer Granulierung des ausgehärteten Kunststoffes und einer direkten Rückführung als Verstärkungsstoff in den Spritzgießprozess basiert.
Der Transfer in die industrielle Anwendung erfolgt zum einen anhand einer funktionsintegrierten Umspritzung für Transponder zur Zeitnahme bei Sportveranstaltungen. Zum anderen wird der mehrfach für seine Innovationskraft gewürdigte direktgekühlte Elektromotor mit integralem Leichtbaugehäuse DEmiL zu einer Elektromotor-Getriebe-Einheit weiterentwickelt. Durch den gesteigerten Grad an Funktionsintegration soll das Leistungsgewicht weiter erhöht werden.
Der Projektplan basiert auf der parallelen Entwicklung der drei Prozessinnovationen und der beiden Produktinnovationen. Es werden grundlegende Untersuchungen durchgeführt, um Erkenntnisse zur aktiven Kavitätsbalancierung, zur Erhöhung des Schussvolumens und zur Rezyklatrückführung zu gewinnen. Parallel dazu werden die beiden Anwendungen aus den Bereichen struktureller Leichtbau mit Phenolharz-Formmassen und Electronic Packaging mit Epoxidharzen entwickelt. Beide Anwendungen profitieren hinsichtlich ihrer CO2-Bilanz stark von den drei Verfahrensentwicklungen und deren Umsetzung in einer Kunststoffbauweise. Schließlich erfolgt die Demonstration der großtechnischen Produktionsfähigkeit der entwickelten Technologien durch den Aufbau und den Betrieb von zwei Pilotproduktionslinien.
Pressemeldung: "Nachhaltigkeit und Leichtbau mit duromeren Kunststoffen – das geht!"
Artikel in Kunststoffe 12/2022: "Angussverwertung schont Ressourcen"
Das Projektkonsortium setzt sich aus Industrie- und Forschungspartnern entlang der gesamten Wertschöpfungskette für duromere Kunststoffe zusammen. Als Systemanbieter von Maschinen für die Kunststoffverarbeitung wird KraussMaffei Technologies GmbH die Anlagentechnik zur Verarbeitung duromerer Kunststoffe im Spritzgießen weiterentwickeln. Baumgarten automotive technics GmbH bringt seine Erfahrung als Anbieter von Komplettlösungen in der Großserienfertigung von duromeren Spritzgießbauteilen in Lite2Duro ein. Das Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT treibt prozessseitig die Entwicklung der aktiven Kavitätsbalancierung und des Angussrecycling voran. Zudem entwickelt es produktseitig die Lite2Duro-Elektromotor-Getriebe-Einheit. Das Unternehmen GHD-Präzisions-Formenbau GmbH & Co. KG wird die Integration der neu zu entwickelnden Balanciertechnologie in Spritzgießwerkzeuge untersuchen. Die Firma technotrans GmbH verfolgt im Projekt das übergeordnete Arbeitsziel, eine aktive Kavitätsbalancierung für die Spritzgießverarbeitung als Bauelement für Spritzgießwerkzeuge duromerer Formmasse zu entwickeln. Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) – Institut für Fahrzeugsystemtechnik FAST (KIT-FAST) in verbessert in Lite2Duro bestehende Simulationsmodelle duromerer Formmassen zur Schärfung des Detaillierungsgrades der Ergebnisse. Ziel der Race Result AG ist es, im Rahmen von Lite2Duro durch die direkte Umspritzung die Funktionsintegration für einen Zeitnahme-Transponder zu steigern. Die Simutence GmbH wird im Rahmen des Projektes seine Kompetenz als Anbieter kundenspezifischer und hoch spezialisierter Simulationslösungen im Bereich der Faserverbundbauteile einbringen. Unterstützt wird das Konsortium durch den assoziierten Partner Sumitomo Bakelite Co., Ltd., welcher als Materialpartner die werkstoffliche Expertise zum Projekt beisteuert.
Das Vorhaben Lite2Duro wird im Rahmen des Technologietransfer-Programms Leichtbau vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) über einen Zeitraum von drei Jahren gefördert.
Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT