Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV
Die Charakterisierung bahn- und plattenförmiger Halbzeuge ist bisher nur eingeschränkt möglich
Alle bahn- und plattenförmigen Halbzeuge wie z. B. Kunststofffolien besitzen spezifische Deformations- und Versteckungseigenschaften. Diese sind entscheidend für Thermoform- und Streckblasanwendungen sowie Folienreckprozesse. Bei der biaxialen Verstreckung kommen allerdings aktuelle Messsysteme an ihre Grenzen. Grund hierfür ist häufig eine unzureichende Klemmung des Halbzeugs, wodurch die real auftretenden Materialbelastungen nicht vollständig ermittelt werden.
Entwicklung einer biaxialen Zugprüfvorrichtung mit adaptivem Greifersystem
Ziel des Forschungsprojekts ist die Entwicklung einer biaxialen Zugprüfvorrichtung mit adaptivem Greifersystem zur Charakterisierung, Materialmodellierung und Qualitätssicherung flächiger Materialien bei Thermoformtemperatur und -geschwindigkeit. Durch ein elastisches Element aus temperaturbeständigen Silikon erfolgt erstmals eine vollständige und gleichmäßige Probenfixierung während des gesamten Verstreckprozesses. Unerwünschte Einschnürungen im Randbereich der Folie sowie Materialbeschädigungen werden somit vermieden. Infolgedessen sind Materialeinsparungen und somit Kostenreduktionen möglich. Die prozessnahe Abbildung der tatsächlichen Materialbelastung bei thermischen Formprozessen und der Aufbau eines Parametriertools bildet die Grundlage der Erstellung qualitativ hochwertiger Materialmodelle für künftige Simulationsanwendungen. Zudem erfolgt eine Untersuchung und Bewertung der entwickelten Prüfvorrichtung durch die Nutzung der numerischen Simulation.
Das Fraunhofer IVV Dresden entwickelt ein Konzept zur Messwerterfassung der biaxialen Zugprüfung und nimmt die experimentelle Validierung des Gesamtsystems vor. Gemeinsam mit der Technischen Universität Dresden und Partnern der Industrie entwickelt das Fraunhofer IVV Dresden bis zum Projektende ein Materialverfahren und Gesamtsystem, welches die genaue Charakterisierung flächiger, thermoplastischer Kunststoffe hinsichtlich ihres biaxialen Spannungs-Dehnungsverhaltens durch eine Materialverstreckung bei prozessüblichen Verarbeitungstemperaturen (von bis zu 250 °C) und Umformgeschwindigkeiten (von bis zu 1000 mm/s) ermöglicht.