Ausgabe - 38 - 2011 - Produktion

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12 · F&E · Produktion · 22. September 2011 · Nr. 38 Kunststoff-Nachhaltigkeitspreis FKuR-Gründer Dr. Edmund Dolfen ausgezeichnet Produktion Nr. 38, 2011 Dr. Edmund Dolfen ist Träger des Kunststoff-Nachhaltigkeitspreises 2011, der anlässlich des Kolloquiums Zukunft Kunststoff-Verwertung von der BKV Plattform für Kunststoff und Verwertung und Fraunhofer Umsicht verliehen wurde. Krefeld (ba). Noch 2010 hieß der Preis „Kunststoffrecycler des Jahres“. Seit diesem Jahr müssen die ausgezeichneten Pionierarbeiten nicht mehr nur im Recycling lie- gen. Dr. Edmund Dolfen ist ein Preisträger, der Tradition und Zukunft des Preises eint. Nach seinem Maschinenbaustudium an der RWTH Aachen und Promotion am Institut für Kunststoffverarbeitung IKV Aachen war er im industriellen Kunststoffmaschinenbau in der Industrie und als selbständiger Berater tätig. 1992 gründete er mit Prof. Heinz Breuer das Forschungsinstitut Kunststoff und Recycling (FKuR) in Willich. Er förderte den fachlichen Dialog und den Aufbau von Netzwerken. So veranstaltete das FKuR das erste Kunststoff-Recycling-Kolloquium, das in diesem Jahr als Kolloquium Zukunft Kunst- stoff-Verwertung zum 19. Mal stattfand. Bereits 1997 nahm Dr. Dolfen das Thema Biokunststoffe als Forschungsschwerpunkt hinzu, ab 1998 in Kooperation mit Fraunhofer Umsicht. Er erkannte schnell, dass zu einer erfolgreichen anwendungsorientierten Werkstoffentwicklung leistungsfähige Compoundeure gehören. 2003 gründete er die FKuR Kunststoff GmbH, die heute ein führender Hersteller von Biokunststoffen ist. Dr. Edmund Dolfen mit dem traditionellen Hut der Preisträger aus einem Biopolymer. Bild: Fraunhofer Umsicht 2011 Invent the future! 30. Internationale Leitmesse für Montage-, Handhabungstechnik und Automation 5. Fachmesse für industrielle Klebtechnologie 10. – 13. Okt. STUTTGART Direkt am Flughafen und Autobahn A 8 f l u xop hob e b e s c h icht ung Wir machen komplexe Sachverhalte regelmäßig transparent. Zuverlässig und mit höchster redaktioneller Qualität. Deshalb sind die Fachzeitschriften und Online-Portale von moderne industrie in vielen Bereichen von Wirtschaft und Industrie absolut unverzichtbar für Fach- und Führungskräfte. Oberflächen Pulverlack und Glasfaser gegen das Splittern Produktion Nr. 38, 2011 Wissenschaftler aus Jena haben ein Produkt entwickelt, das die Eigenschaften eines Sicherheitsglases besitzt und gleichzeitig mit einem außergewöhnlichen Design der Gestaltung von Glasflächen Akzente setzt. Durch eine ausgezeichnete Haftung der Materialien splittert das Glas weniger. Jena (ba). Sicherheitsgläser haben dank ihrer Stabilität und mechanischen Festigkeit ein vielfältiges Anwendungsgebiet. Verbundsicherheitsglas (VSG) wird durch den Verbund von Floatglasscheiben mit einer hochreißfesten PVB- Folie erzeugt, Einscheibensicherheitsglas (ESG) durch einen thermischen Vorspannprozess. Es gibt aber auch sehr viele Anwendungsgebiete, in denen der Einsatz einfachen Floatglases aufgrund der hohen Bruchgefahr nicht gestattet ist, jedoch die Verwendung von Sicherheitsglas nicht unbedingt erforderlich ist. Für diese Fälle haben die Jenaer Forscher der Innovent e.V. Technologieentwicklung ein Pulverlack- Glasfaser-Glasverbund entwickelt. Sie verwendeten Beschichtungsstoffe aus Pulverlack und Verstärkungsmaterialien, welche die mechanischen Eigenschaften eines Verbundwerkstoffes positiv beeinflussen. Glasfaserelemente, wie z.B. Glas-Filamentgewebe, -Rovinggewebe oder Glasmatten mit Polyesterpulverlacken wurden kombiniert und mit dem Floatglas zu einem Verbund zusammengebracht. Polyesterpulverlacke tragen zu einer erhöhten Bruchsi- cherheit und Splitterbindung bei, aber ebenso auch zu einer dekorativen Oberfläche. Die Forscher untersuchten den Einfluss klimatischer Bedingungen auf den Pulverlack-Glasfaser-Glasverbund (PLGV) anhand von Alterungstests und einer anschließenden mechanischen Prüfung. Die Prüfkörper wurden einem Korrosionsschnelltest (72 h bei 50 °C), einem Klimawechseltest (7 Zyklen á 24h von –20 bis +100 °C) und einem Salzsprühnebeltest (1 000h bei 35 °C) unterzogen. Im Anschluss wurde im Vierpunkt- und im Doppelring-Biegeversuch die Biegefestigkeit ermittelt und mit jener des reinen Floatglases und des unbelasteten Verbundes verglichen. Für die Beurteilung der Haftfestigkeit des Pulverlackes auf dem Glas und im Pulverlack-Glasfaser-Verbund wurde auf die Stempelabrissmethode zurückgegriffen. Um die Splitterbindung nach einem Glasbruch zu bewerten, sind größere Glasscheiben mit der Pendelschlagprüfung bewertet worden. Die mechanische Festigkeit deutlich gesteigert Die Ergebnisse belegen eine deutliche Steigerung der mechanischen Festigkeit von Floatglas mit dieser Beschichtungskombination. Vor allem die Bruchsicherheit und die Splitterbindung konnten dank der guten Haftung des Pulverlackes gegenüber normalem Floatglas deutlich erhöht werden. Die anderen mechanischen Kennwerte haben sich trotz der künstlichen Alterung im Vergleich mit dem unbelasteten Verbund nicht signifikant verändert. P.E. Schall GmbH & Co. KG Tel. +49(0)7025.9206 - 0 · info@schall-messen.de www.schall-virtuell.de www.motek-messe.de www.bondexpo-messe.de verlag moderne industrie GmbH Justus-von-Liebig-Str. 1 D-86899 Landsberg Tel. +49(0)8191/125-0 Fax +49(0)8191/125-444 www.mi-verlag.de Ein Pulverlack-Glasfaser-Glasverbund im Elektronenmikroskop. Bild: Innovent e.V. Motek-Bondexpo-2011_72x280-2c 1 mi_image_Woerter_72x280mm.indd 10.05.11 16:22 1 10.03.2011 09:08:14
22. September 2011 · Nr. 38 · Produktion · F&E · 13 Werkstückprüfung Betriebsfestigkeit von Gussknoten ermitteln Jens Eufinger Produktion Nr. 38, 2011 Das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF hat im Rahmen eines Forschungsprojektes eine Methode entwickelt, mit der die Betriebsfestigkeitsbewertung von Gussknoten entwickelt werden kann. Darmstadt (ba). Wo sich viele Meter hoch über den Wellen große Rotoren von Windkraftanlagen drehen, muss unter der Wasseroberfläche alles auf sicheren Beinen stehen. Beim Aufbau von Offshore-Windkraftanlagen kommen auch Großgussbauteile zum Einsatz, bei deren Entwicklung die betriebsfeste Auslegung eine wesentliche Rolle spielt. Das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF hat im Forschungsprojekt „OGOWin – Optimierung aufgelöster Gründungsstrukturen für Offshore- Windenergieanlagen“ eine Methode zur Betriebsfestigkeitsbewertung von Gussknoten entwickelt. Damit nutzt das Institut seine traditionelle Expertise, um auch Produkte für vielversprechende Zukunftsmärkte wie den Energieanlagenbau fit zu machen. Ziel des Fraunhofer LBF im Verbundforschungsprojekt „OGOWin“ war die Methodenentwicklung zur Betriebsfestigkeitsbewertung von Gussknoten in der Gründungsstruktur unter Berücksichtigung der korrosiven Umgebungsbedingungen. In einer Betriebsfestigkeitsanalyse wird die Beanspruchung mit der Beanspruchbarkeit eines Bauteils verglichen. Beide Aspekte hat das Fraunhofer LBF in diesem Projekt betrachtet. Die numerische Analyse mit der Finite- Elemente-Methode ermöglichte es den Forschern, die lokalen Beanspruchungen am Gussknoten zu ermitteln. Die Gussknoten sind im Fachwerk der Gründungsstruktur als Verbindungselemente der Rohre verbaut. Mehraxiale Belastungen wirken auf sie ein. Die Wissenschaftler bauten ein hinreichend realitätsnahes Finite-Elemente- Modell der Struktur auf, lokalisierten schädigungsrelevante Bereiche des Gussknotens und schufen die Basis zur Festlegung der Qualitätsanforderungen an den Gusswerkstoff. In experimentellen Untersuchungen ermittelten sie die Beanspruchbarkeit des Gusswerkstoffes. Da die Gussknoten auch im Übergangsbereich vom Meerwasser zur Luft, der so genannten „Splash-Zone“, verbaut sind, wurde auch der Korrosionseinfluss auf die Schwingfestigkeit analysiert, indem die Proben im Versuch einem Sprühnebel aus künstlichem Meerwasser ausgesetzt wurden. Das am Fraunhofer- Institut LBF entwickelte Finite-Elemente-Modell der Teilstruktur und des Gussknotens. Bild: Fraunhofer LBF Um im Sinne der angewandten Forschung auch die Auswirkungen einer Beschädigung der Korrosionsschutzlackierung beurteilen zu können, wurden ebenfalls Versuche mit einer beschädigten Beschichtung durchgeführt. Die Wissenschaftler verglichen die experimentell erzielten Schwingfestigkeitskennwerte mit Werten aus bekannten Standards, wie der Richtlinie des Germanischen Lloyds oder auch des Det Norske Veritas. Neben dem Stand der Technik und der praxisüblichen Vorgehensweise im Zertifizierungsprozess konnte so auch das Betriebsfestigkeitsanalyse hat lange Tradition fallweise nötige Potenzial hoher Abgussgüten für eine betriebsfeste Bemessung aufgezeigt werden. Die rechnerische Betriebsfestigkeitsanalyse von Großgussbauteilen basierend auf dem experimentell ermittelten, bauteilgebundenen Werkstoffverhalten hat im Fraunhofer LBF eine lange Tradition. Unternehmen aus dem Energieanlagenbau, der rohstofffördernden Industrie, dem Motorenbau und dem Bauwesen können hier auf eine ganzheitliche Betriebsfestigkeitsanalyse von Großgussbauteilen zurückgreifen. Dazu gehört die methodische Vorgehensweise nach richtlinienkonformen und erweiterten Prozessen, die realitätsnahe Modellierung und numerische Analyse der lokalen Beanspruchungen. Auch die experimentelle Ermittlung von Schwingfestigkeitskennwerten, die gezielte Definition notwendiger Abgussqualitäten und deren Berücksichtigung in der Betriebsfestigkeitsbewertung sind Bestandteile des ganzheitlichen Ansatzes. Rohstoffe Tiefsee könnte Sondermetalle liefern Produktion Nr. 38, 2011 Die Deutsche Rohstoffagentur (DERA) untersucht im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie Rohstoffvorkommen im Indischen Ozean. Think Mink! ® Abdichten Waschen/Reinigen Gleiten/Tragen Transportieren Führen Breitstrecken Ableiten Entgraten Großserien Hannover (ba). Die Lagerstättenexperten der DERA begeben sich auf eine Schiffsexpedition östlich von Madagaskar. Sie wollen das Auftreten metallreicher Ablagerungen in der Tiefsee am Zentralindischen Rücken erkunden. Dafür suchen sie dabei bereits in den 1980er und 1990er Jahren identifizierte Austrittstellen metallreicher Lösungen am Meeresboden, so genannte Hydrothermalfelder, auf und nehmen Proben von den Ablagerunge in 2 800 m Tiefe. „Möglicherweise besitzen die Felder bedeutende Anreicherungen von Edel- und Sondermetallen wie Gold, Silber, Wismut, Selen oder Indium, die heute in elektronischen Bauteilen unverzichtbar sind“, sagt Expeditionsleiter Dr. Ulrich Schwarz-Schampera. Die Untersuchungen der Vergangenheit ergaben, dass die aktiven Metallquellen entlang aller ozeanischen Spreizungszonen aufgereit sind. „Die Häufigkeit des Auftretens der Erze und die hohen Metallgehalte haben zu einer Neubewertung des wirtschaftlichen Potenzials durch die internationale Gemeinschaft geführt“, sagt Schwarz-Schampera. Von hohem Interesse sind dabei die hoch angereicherten, aber nicht mehr aktiven Gebiete in den Nähe neu entstan- Weit unterhalb des Lebensraums der Haie, am Meeresboden, lagern wichtige Rohstoffe. Bild: Jürgen Rudorf / Fotolia.de dener Hydrothermalfelder. Da die metallreichen Gebiete häufig mit Sedimenten bedeckt sind, werden zu ihrer Ortung magnetische Verfahren eingesetzt. Die Internationale Meeresbodenbehörde regelt den Zugang zu diesen Gebieten und ermöglicht seit 2010 die Beantragung von Erkundungslizenzen in internationalen Gewässern. Lizenzen auf Hydrothermalfelder wurden bereits an China und Russland vergeben. Die Geologen der DERA untersuchen im Vorfeld einer möglichen deutschen Lizenzbeantragung die bekannten Areale. Dabei werden auch die marine Lebewelt und die in ihr herrschenden Umweltbedingungen dokumentiert. Was Mink Fasern berühren, ist sicher wie in Abrahams Schoß. Warum unsere Ingenieure Sicherheit geben: Mink Fasertechnologie kann je nach Art der Berührung zum Beispiel als Transportlösung zerbrechliche und empfindliche Güter sicher transportieren, vor Beschädigungen schützen oder reinigen, dosieren, führen, tragen, glätten, entgraten, abdichten, ableiten und mehr. Denn unsere Fasern verfügen über ein unvorstellbar breites Spektrum an Eigenschaften. Mit dem richtigen Know-how gebündelt, sind sie die ideale Lösung für nahezu alle denkbaren Aufgaben. Profitieren Sie von unserem einzigartigen Erfahrungs- und Wissensvorsprung und nutzen Sie die grenzenlosen Möglichkeiten zur Optimierung Ihrer Prozesse. Unsere Faserexperten erreichen Sie unter +49 (0)71 61 40 31-0, besuchen Sie uns online oder auf einer unserer zahlreichen Messen. 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