Aktuelle Forschungsprojekte

Projekt: "Akustik-OPT- Gezielte Materialentwicklung durch Einsatz der Anisotropie und Viskoelastizität von Kunststoffen zur Optimierung des akustischen Verhaltens von Leichtbauteilen "

Kurzbeschreibung Die Verminderung von Geräuschen beispielsweise im Fahrgastinnenraum von Automobilen hat in letzter Zeit vor allem aufgrund von Leichtbauweisen und geräuscharmen Elektroantrieben immer mehr an Bedeutung gewonnen. Störgeräusche, wie beispielsweise ein Klappern oder Knarzen, werden vom Kunden als störend empfunden und erwecken so den Eindruck, dass die verwendeten Bauteile schlecht verarbeitet oder von minderer Qualität seien. Im Fahrzeuginnenraum muss daher besonders auf die Gestaltung der Komponenten durch eine geeignete Werkstoffauswahl geachtet werden. Im Leichtbau bilden vor allem die Kunststoffe im Verbund mit anderen Werkstoffen aufgrund ihrer Anisotropien durch Faserausrichtung oder Schaumstrukturen und ihrer Viskoelastizität eine effektive und effiziente Möglichkeit, den Körper- und Luftschall zu dämmen und zu dämpfen. Das Ziel dieses Projektes ist daher, mit Mess- und Simulationswerkzeugen neue Werkstoffe für den Kunststoffspritzguss zu entwickeln und zu bewerten, die für akustische Bauteilauslegungen im Leichtbau optimal einsetzbar sind.
Bisherige Versuche haben gezeigt, dass Kunststoffe mit einer ausgeprägten Anisotropie anders zu betrachten sind als isotrope Materialien. Im Gegensatz zur Isotropie zeigt eine Anisotropie eine Richtungsabhängigkeit der physikalischen Eigenschaften eines Materials, die vor allem aufgrund von Faserorientierungen oder Schaumstrukturen beim Spritzgießen von Thermoplasten entstehen.
Die Prozesseinflüsse der Fertigung werden mit Hilfe von rheologischen Prozesssimulationen und der statistischen Versuchsplanung berücksichtigt. In diesem Forschungsvorhaben werden gezielt Kunststoffe zur Optimierung des akustischen Verhaltens von Leichtbauteilen entwickelt, simuliert und erprobt. Der Schwerpunkt der Forschungsarbeit liegt in der Materialentwicklung von Thermoplasten für das Spritzgießen, die für Produkte des automobilen Leichtbaus eingesetzt werden können. Hierzu werden geeignete Naturfasern (z. B. Holz, Sonnenblumenkernschalen, Hanf, Kokos, Sisal), neuartige Füll- oder Funktionsstoffe (z. B. Xerogele oder Glashohlkugeln) sowie geschäumte Strukturen (z. B. im MuCell- oder Cellmould-Spritzgussverfahren) und die Kombination der genannten Verfahren und Werkstoffe untereinander untersucht. Eine Übertragbarkeit auf Produkte aus anderen Industriebereichen wie z. B. der Luftfahrttechnik ist denkbar.
Leiter / KontaktProf. Dr.-Ing. Andreas Ujma
Prof. Dr.-Ing. Ulrich Lichius
Prof. Dr.-Ing. Andreas Nevoigt
Dipl.-Ing. Michael Gieß
Ausführende StelleFachbereich Maschinenbau , Iserlohn
ProjektpartnerKunststoff-Institut Lüdenscheid, Leopold Kostal GmbH & Co.KG in Lüdenscheid, MöllerTech Engineering GmbH in Bielefeld und TER HELL PLASTIC GmbH in Herne
Drittmittelgeber / FörderungMinisterium für Wirtschaft, Energie, Industrie, Mittelstand und
Handwerk des Landes NRW

Das Projekt wird aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert.
Gepl. Projektzeitraum15.02.2016 - 31.01.2019