Fakuma 2024

Messe / 15. Oktober 2024 - 19. Oktober 2024

Als Institut für angewandte Forschung freuen wir uns, Sie auf der FAKUMA 2024 zu begrüßen, einer der führenden Messen für Kunststoffverarbeitung und -technologie.

Wir präsentieren uns in diesem Jahr mit visionären Spritzgießtechnologien, nachhaltigen Werkstofflösungen, funktionalen Materialen und innovativen Schäumtechnologien. Eine Übersicht der Exponate und Themen finden Sie weiter unten auf dieser Seite.

Sprechen Sie mit uns über neue Entwicklungen und Trends in der Kunststoffverarbeitung! Wir freuen uns auf Ihren Besuch.

Veranstaltungsdetails

Veranstaltungsort

Messe Friedrichshafen | Halle B2, Stand 2104

Datum

15. Oktober 2024 - 19. Oktober 2024

Sprache

hauptsächlich Deutsch

Reiternavigation

Alle ausklappen Alle einklappen

Visionäre Spritzgießtechnologien

3D-Skelett-Wickeltechnik (3DSW)

© Fraunhofer ICT
Pkw-Hinterachslenker (hergestellt mit 3DSW und Spritzgießverfahren)

Die 3D-Skelett-Wickeltechnik (3DSW) ist ein am Fraunhofer ICT in Pfinztal entwickeltes robotergestütztes 3D-Faserwickelverfahren, das die vollautomatische Serienfertigung von kontinuierlichen faserverstärkten Skelettstrukturen ermöglicht. Die thermoplastisch imprägnierten Faserskelette können unter anderem zur lokalen Verstärkung von Formteilen eingesetzt werden. Das vorliegende Exponat ist ein lokal faserverstärkter Pkw-Hinterachslenker, der für die Großserienfertigung im Spritzgießverfahren konzipiert ist.

Weitere Informationen

Fraunhofer-Leistungsangebot Leichtbau

Additiv gefertigte Endlosfaser-Skelettstruktur

© Fraunhofer ICT
Fakuma Demonstrator Endlosfaser-Roboter-3D-Druck

Skelettstrukturen aus endlosfaserverstärkten Kunststoffen können als eigenständige Tragstrukturen oder als zusätzliche Versteifungselemente in spritzgegossenen Bauteilen eingesetzt werden. Damit sind vielfältige Anwendungen im Transport-, Bau- und Freizeitbereich denkbar. In der Karlsruher Forschungsfabrik entwickeln das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und das Fraunhofer ICT gemeinsam ein neuartiges roboterbasiertes Fertigungsverfahren für diese Skelettstrukturen. Um maximale Gestaltungsfreiheit und faseroptimierte Lastpfade zu erreichen, werden Hybridgarne im Fertigungsprozess aufgeschmolzen und mit Hilfe eines Industrieroboters präzise um feste Punkte auf der Bauplattform gelegt. Die mikrowellenunterstützte Erwärmung im Druckkopf ermöglicht dabei eine hohe Aufschmelzleistung, eine präzise Temperaturführung und eine hohe Energieeffizienz. Das Exponat zeigt eine mögliche Anwendung als lastpfadgerechte Bewehrungsstruktur in Betonbauteilen.

Weitere Informationen

Karlsruher Forschungsfabrik

Lite2Duro Motor-Getriebe-Einheit

© Fraunhofer ICT
Motorgetriebeeinheit mit leichtem Duroplast-Spritzgießgehäuse aus dem Projekt Light2Duro

Diese Motor-Getriebe-Einheit befindet sich in einem speziell entwickelten Gehäuse aus dem Lite2Duro-Projekt. Der Stator des Motors, der aus dem DEMIL-Projekt stammt, ist durch kupfernahe Kühlkanäle wassergekühlt. Dank des hohen Integrationsgrads bietet die Einheit hohe Funktionalität bei geringem Systemgewicht. Das Gehäuse wurde im Duromer-Spritzgießverfahren mit einer neuen Plastifiziereinheit von KraussMaffei hergestellt, die im Lite2Duro-Projekt entwickelt wurde und besonders große Schussvolumina ermöglicht. Das hier gezeigte Gehäuse umfasst etwa die Hälfte des maximalen Schussvolumens und konnte daher in einem Mehrkavitätenwerkzeug produziert werden.

Weitere Informationen

Lite2Duro-Projekt am Fraunhofer ICT

Beinahe unzertrennlich: Metall und Polymer

© Fraunhofer ICT
REM-Aufnahme der nanoporösen Haftschicht, die auf Polypropylen aufgebracht ist

Das Fraunhofer ICT hat ein innovatives Verfahren entwickelt, das die direkte Applikation von Kunststoff auf Metallbauteile ermöglicht. Kern des Verfahrens ist die Abscheidung einer dünnen, porösen Haftschicht auf der Metalloberfläche mittels Plasma.

Diese nanoporöse Schicht sorgt für eine außergewöhnlich hohe Haftwirkung, indem sie flüssige Polymere in ihre Poren infiltriert. Wenn das Polymer durch Abkühlung oder Vernetzung erstarrt, entsteht eine Verzahnung, die zu extrem hohen Haftwerten führt.

Dank dieser Technik kann die notwendige Fläche zur Anbindung minimiert und die Zugänglichkeit zur Grenzfläche erleichtert werden. Dies hat mehrere Vorteile:

Erleichterte Trennfähigkeit: Das Hybridbauteil lässt sich einfacher trennen.
Verbesserte Recyclingfähigkeit: Die Materialien können besser recycelt werden.

Diese Fortschritte im Bereich der Materialverbindung leisten einen wichtigen Beitrag zu einer nachhaltigeren und effizienteren Nutzung von Ressourcen.

Weitere Informationen

Mikrowellen- und Plasmatechnologie am Fraunhofer ICT

Microwave and plasma technology: Nano-porous adhesion layer [PDF, 0,71 MB]

Fachliche Ansprechpersonen zu Spritzgießtechnologien

Contact Press / Media

Dr.-Ing. Björn Beck

3D-Skelett-Wickeltechnik

Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT
Joseph-von-Fraunhofer-Straße 7
76327 Pfinztal

Telefon +49 721 4640-593

Contact Press / Media

Dr.-Ing. Jonathan Haas

3D-Skelett-Wickeltechnik

Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT
Joseph-von-Fraunhofer-Straße 7
76327 Pfinztal

Telefon +49 721 4640-153

Contact Press / Media

Additive Endlosfaser-Strukturen

Contact Press / Media

M.Sc. Robin Pfeifer

Additive Endlosfaser-Strukturen

Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT
Joseph-von-Fraunhofer-Straße 7
76327 Pfinztal

Telefon +49 721 4640-179

Contact Press / Media

M.Sc. Julian Kraft

Lite2Duro

Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT
Joseph-von-Fraunhofer-Straße 7
76327 Pfinztal

Telefon +49 721 4640-475

Contact Press / Media

Dr. Rudolf Emmerich

Nanoporöse Haftschicht

Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT
Joseph-von-Fraunhofer-Straße 7
76327 Pfinztal

Telefon +49 721 4640-460

Fax +49 721 4640-560

Nachhaltige Werkstofflösungen

Leichtbau mit nur einem Material

Das Exponat einer Monomaterial-Sandwich Sitzlehne (komplette Struktur aus thermoplastischem Monomaterial) zeigt eine innovative Sitzlehnenstruktur, entwickelt im Rahmen eines öffentlich geförderten Projekts. Hierbei werden verschiedene Materialmorphologien eines einzigen thermoplastischen Grundwerkstoffs wie Polyamid, recyceltem Polyethylenterephthalat und biobasiertem Polylactid kombiniert. Diese Materialien treten in Form von Fasern, Schaum und Kompaktmaterial auf und erhöhen sowohl das Leichtbaupotenzial als auch die Kreislauffähigkeit. Das Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT) fokussiert sich auf die Entwicklung der Prozesstechnik zur Verarbeitung dieser kreislauffähigen Monomaterialien auf industriell verfügbaren Anlagen.

Weitere Informationen

Geruchsreduktion und Aufreinigung

Extruder zur Aufreinigung von Granulaten am Fraunhofer ICT. — © Fraunhofer ICT
Extruder zur Aufreinigung von Granulaten am Fraunhofer ICT

Steigende Qualitätsanforderungen, strengere Emissionsgrenzen und der Wunsch nach dem Einsatz von Polymer-Rezyklaten lenken zunehmend den Fokus auf das Emissionsverhalten von Kunststoffcompounds und erhöhen den Bedarf an emissions- und geruchsreduzierten Materialien.

Das Fraunhofer ICT arbeitet an innovativen Compoundierprozessen zur Aufreinigung und Emissionsreduzierung von thermoplastischen Granulaten. Bereits im Compoundierschritt können extraktive Extrusion oder das Stripping-Verfahren unangenehme Gerüche und Emissionen erheblich reduzieren, was die Granulatqualität deutlich steigert. Die entwickelten Technologien finden insbesondere Anwendung bei der Entfernung von Restmonomeren aus Neuware, Abbauprodukten aus der Verarbeitung sowie Eigengerüchen von Rezepturbestandteilen.

Aufbereitung von Rezyklaten

© Fraunhofer ICT
Aufbereitete Rezyklate für den Wiedereinsatz in hochwertigen Anwendungen

Um Kunststoff-Rezyklate für hochwertige Anwendungen wiederzuverwenden, müssen sie aufbereitet werden. Bei uns am Fraunhofer ICT gibt es verschiedene Methoden zur Modifikation von Rezyklaten. Durch die Zugabe von funktionalen Füllstoffen und Additiven können die Eigenschaften der Rezyklate gezielt verbessert werden. Zusätzlich stehen kontinuierliche physikalische Recyclingverfahren zur Verfügung, wie die "extraktive Extrusion", die zur Entfernung von Störstoffen und Kontaminationen eingesetzt wird. Dabei können Substanzen wie Öle, Geruchsstoffe oder nicht mehr erlaubte Additive aus der Kunststoffmatrix entfernt werden.

Ein Beispiel ist das EU-Projekt CREAToR, in dem das umweltgiftige, bromhaltige Flammschutzmittel HBCD aus Polystyrol-Schaumstoff mittels extraktiver Extrusion und überkritischem CO2 entfernt wird. Dies ermöglicht neue hochwertige Anwendungen im Bausektor, Automobilbereich und 3D-Druck. Im EU-Projekt SURPASS wird die gleiche Technik zur Aufreinigung von Lebensmittelverpackungsfolien verwendet. Diese Folien, die in Zusammenarbeit mit dem französischen Forschungsinstitut IPC entwickelt wurden, sind Thema auf unserem Messestand, wo wir gerne ausführlich über ihre Anwendungen sprechen.

Weitere Informationen

CREAToR

SURPASS

Temperaturbeständige Kunststoffe auf Basis nachwachsender Rohstoffe

© Fraunhofer ICT
Hochtemperaturbeständige stereokomplexe PLA-Granulate

Neue biobasierte Polymerformulierungen haben das Potenzial, etablierte petrochemische Kunststoffe mittel- bis langfristig zu ersetzen. Ein wesentliches Hindernis bei der Nutzung dieser Polymere ist jedoch oft ihre vergleichsweise geringe Temperaturbeständigkeit. Eine bewährte Strategie zur Verbesserung dieser Eigenschaften ist die gezielte Stereokomplexierung von PLA.

Gemeinsam mit Partnern entwickeln wir am Fraunhofer ICT maßgeschneiderte stereokomplexe PLA-Rezepturen für verschiedene Anwendungen wie Spritzgießen, Schmelzspinnverfahren und Schäumtechnologien. Die Anpassung der Rezepturen erfolgt dabei entsprechend dem vorgesehenen Einsatzbereich, sei es im Bausektor, in der Automobilindustrie oder in der Textilbranche. Durch die vielseitigen Verarbeitungsmöglichkeiten des stereokomplexen PLA können sogenannte Monomaterial-Design-Bauteile realisiert werden, bei denen PLA in unterschiedlichen Werkstoff-Morphologien in den Einzelkomponenten eingesetzt wird. Wir haben bereits erfolgreich Bauteile entwickelt, wie zum Beispiel vollständig auf PLA basierende Sandwichstrukturen, die durch ihre hohe Recyclingfähigkeit überzeugen.

Fachliche Ansprechpersonen zu nachhaltigen Werkstofflösungen

Contact Press / Media

M.Sc. Sascha Kilian

Selbstverstärkte Monomaterialien

Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT
Joseph-von-Fraunhofer-Straße 7
76327 Pfinztal

Telefon +49 721 4640-448

Contact Press / Media

Anna Krüger

Selbstverstärkte Monomaterialien

Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT
Joseph-von-Fraunhofer-Straße 7
76327 Pfinztal

Telefon +49 721 4640-521

Contact Press / Media

Dr.-Ing. Kevin Moser

Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT
Joseph-von-Fraunhofer-Straße 7
76327 Pfinztal

Telefon +49 721 4640-533

Funktionale Materialien

Reaktive Extrusion mit reduziertem CO₂-Fußabdruck

© Fraunhofer ICT
Extruder zur Reaktivextrusion am Fraunhofer ICT

Der Wechsel von erdölbasierten Komponenten zu erneuerbaren Alternativen in einem etablierten Prozess der reaktiven Extrusion ist ein vielversprechender Ansatz zur Herstellung umweltfreundlicher thermoplastischer Polyurethan-Elastomere (TPU).

Das Fraunhofer ICT verfügt über eine langjährige Expertise im Bereich der reaktiven Extrusion und ein ganzheitliches Verständnis der Wechselwirkungen zwischen chemischen Reaktionen und dem Materialfluss innerhalb eines Extruders. Dies beinhaltet die Kenntnisse der Auswirkungen von Wärme und Scherung auf die Polymerisation und die anschließende Schmelzeverarbeitung. Unsere an den Extrudern implementierte Inline-Prozessanalytik (Spektroskopie, Rheologie etc.) sowie die umfängliche Datenerfassung und -auswertung ermöglichen eine hocheffiziente Werkstoff- und Prozessentwicklung.

Programmierbare Materialien – Paradigmenwechsel im Produktdesign

© Fraunhofer ICT
Ein Quader zeigt bei 4,5% Kompression in Längsrichtung (Bild rechts) eine einseitige Einbuchtung in Querrichtung.

In programmierbaren Materialien kann ein komplexes Materialverhalten einprogrammiert werden. Je nach Anwendung und Situation nimmt das Material dann von externen Triggern initiiert, verschiedene Zustände und Materialeigenschaften an. Programmierbare Materialien eröffnen ein Potenzial für neue Systemlösungen, weil sie wesentliche Systemfunktionalitäten wie Bewegungsmuster selbst übernehmen und so zusätzliche Systemteile überflüssig machen.

Gezeigt werden verschiedene Materialmuster und Bauteile, die die Idee hinter den programmierbaren Materialien greifbar machen. Hierbei handelt es sich insbesondere um Beispiele, die ein Shape-Morphing-Verhalten zeigen, sich also bei mechanischer Belastung in ungewöhnlicher Weise deformieren.

Weitere Informationen

Fraunhofer Cluster of Excellence Programmierbare Materialien CPM

Fachliche Ansprechpersonen zu Funktionalen Materialien

Contact Press / Media

Dr.-Ing. Kevin Moser

Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT
Joseph-von-Fraunhofer-Straße 7
76327 Pfinztal

Telefon +49 721 4640-533

Innovative Schäumtechnologien

Innovative Schaummaterialien

Werkstoffe mit hoher Leistungsfähigkeit und Ressourceneffizienz sowie nachhaltige Produktionsmethoden stehen heute mehr denn je im Fokus von Industrie und Gesellschaft. Einen wichtigen Beitrag zur Schonung von Rohstoffen leisten dabei Schaummaterialien wie bio-basierte Schäume aus PLA oder solche aus recyceltem Material, wie etwa aufbereitetem Polystyrol.

Ebenso ermöglichen innovative Schäume aus technischen Thermoplasten, wie Polyamiden, die Erschließung neuer Anwendungsfelder, die bisher nur durch schwerere, materialintensivere Lösungen bedient werden konnten.

Schaumstoffe senken nicht nur während der Produktion durch ihren geringen Materialeinsatz den CO₂-Fußabdruck der Produkte. Aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften, wie exzellenter thermischer Isolationsfähigkeit und geringer Dichte, tragen sie auch während der Nutzungsphase erheblich zur Ressourceneinsparung bei. Beispiele dafür sind die Reduktion von Heiz- und Kühlenergie in Gebäuden oder die Energieeinsparung bei Automobilen durch das reduzierte Gewicht.

Weitere Informationen

Schäumtechnologien am Fraunhofer ICT

In-Situ-Schäumtechniken

© Fraunhofer ICT
Passgenaues im 3D-Druck hergestelltes Schaumverpackungsmaterial schützt effektiv vor Transportschäden. Beispiele hierfür sind Verpackungen für Sondermaschinen, spezielle Ersatzteile und andere maßgeschneiderte Produkte

Die am Fraunhofer ICT entwickelten physikalisch beladenen 3D-Druck-Filamente eignen sich ideal zur Herstellung von 3D-gedruckten Strukturen mit sehr geringer Dichte. Durch die optimierte Polymerrezeptur und den präzise abgestimmten Beladungsprozess wird ein gezieltes Aufschäumen im 3D-Drucker ermöglicht. Die Schaumdichte lässt sich über die Anpassung der Prozessparameter in einem breiten Bereich steuern.

Diese innovativen Filamente können auf herkömmlichen, filamentbasierten 3D-Druckern (FDM) verarbeitet werden, ohne dass eine spezielle Hardwareerweiterung erforderlich ist.

Mit diesem Verfahren werden die Vorteile der Schaumtechnologie und der additiven Fertigung vereint, was einen unkomplizierten Zugang zur Herstellung von Schaum-Formteilen bietet. Zu den Vorteilen zählen unter anderem das schnelle Drucken großvolumiger Bauteile, die Fertigung individualisierbarer Schaum-Formteile sowie die Möglichkeit, gradierte Bauteile herzustellen.

Weitere Informationen

Thermoplastschaum aus dem 3D-Drucker

Recyclingfähige bio-basierte Sportartikel auf Basis von PLA

© Fraunhofer ICT
Fahrradhelm aus EPLA, ausgestellt am ICT-Stand auf der FAKUMA 2024.

Polymere aus nachwachsenden Rohstoffen wie etwa Polylactid (PLA), bieten eine nachhaltige Alternative zu erdölbasierten Materialien. Am Fraunhofer ICT wurden expandierbare PLA-Partikelschäume (EPLA) entwickelt, die in vielen Anwendungsbereichen als Ersatz für expandierbares Polystyrol (EPS) dienen können.

Durch die Kombination PLA-basierter Werkstoffen wie selbstverstärkten Deckschichten und Folien, lassen sich technische, strukturrelevante Bauteile aus nachwachsenden Rohstoffen herstellen, die zudem eine hohe Recyclingfähigkeit aufweisen.

Ein anschauliches Beispiel dafür bieten innovative und nachhaltige Materiallösungen im Bereich der Sportartikel, wie Fahrradhelme und Surfboards. Hier zeigen sich die vielfältigen Entwicklungs- und Kombinationsmöglichkeiten dieser neuen Werkstoffe.

Fachliche Ansprechpersonen zu Innovativen Schäumtechnologien

Contact Press / Media

Dipl.-Ing. Christoph Mack

Gruppenleitung

Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT
Joseph-von-Fraunhofer-Straße 7
76327 Pfinztal

Telefon +49 721 4640-721

Contact Press / Media

Moritz Becker

Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT
Joseph-von-Fraunhofer-Straße 7
76327 Pfinztal

Telefon +49 721 4640-245

E-Mail senden

zurück zur Übersicht

Messe / 15. Oktober 2024 - 19. Oktober 2024

FAKUMA 2024

Veranstaltungsdetails

Veranstaltungsort

Sprache

Reiternavigation

Visionäre Spritzgießtechnologien

3D-Skelett-Wickeltechnik (3DSW)

Weitere Informationen

Additiv gefertigte Endlosfaser-Skelettstruktur

Weitere Informationen

Lite2Duro Motor-Getriebe-Einheit

Weitere Informationen

Beinahe unzertrennlich: Metall und Polymer

Weitere Informationen

Fachliche Ansprechpersonen zu Spritzgießtechnologien

Contact Press / Media

Dr.-Ing. Björn Beck

Contact Press / Media

Dr.-Ing. Jonathan Haas

Contact Press / Media

Contact Press / Media

M.Sc. Robin Pfeifer

Contact Press / Media

M.Sc. Julian Kraft

Contact Press / Media

Dr. Rudolf Emmerich

Nachhaltige Werkstofflösungen

Leichtbau mit nur einem Material

Weitere Informationen

Geruchsreduktion und Aufreinigung

Aufbereitung von Rezyklaten

Weitere Informationen

Temperaturbeständige Kunststoffe auf Basis nachwachsender Rohstoffe

Fachliche Ansprechpersonen zu nachhaltigen Werkstofflösungen

Contact Press / Media

M.Sc. Sascha Kilian

Contact Press / Media

Anna Krüger

Contact Press / Media

Dr.-Ing. Kevin Moser

Funktionale Materialien

Reaktive Extrusion mit reduziertem CO2-Fußabdruck

Programmierbare Materialien – Paradigmenwechsel im Produktdesign

Weitere Informationen

Fachliche Ansprechpersonen zu Funktionalen Materialien

Contact Press / Media

Dr.-Ing. Kevin Moser

Innovative Schäumtechnologien

Innovative Schaummaterialien

Weitere Informationen

In-Situ-Schäumtechniken

Weitere Informationen

Recyclingfähige bio-basierte Sportartikel auf Basis von PLA

Fachliche Ansprechpersonen zu Innovativen Schäumtechnologien

Contact Press / Media

Dipl.-Ing. Christoph Mack

Contact Press / Media

Moritz Becker

Reaktive Extrusion mit reduziertem CO₂-Fußabdruck