GAK - Gummi Fasern Kunststoffe

Issue 09 | 2015

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Editorial
579
Von Cimbern, Teutonen und anderen Flüchtlingen

Als die Cimbern und Teutonen ca. 100 v. Chr. von Hunger und Kälte getrieben nach Süden über die Alpen zogen, hatten sie kein Erbarmen mit den dort ansässigen Römern, erschlugen jeden, der ihnen im Weg stand, und raubten, was nicht niet- und nagelfest war.


Auch die europäischen Siedler, die nach Amerika kamen, waren nicht zimperlich mit den Ureinwohnern, ebenso wenig wie der „größte deutsche Feldherr aller Zeiten“, der sein Land ohne Raum nach Osten ausdehnen wollte, ohne Rücksicht auf die Ansässigen, insbesondere auf die in der Ukraine.


Heute kommen die Flüchtlinge aus Syrien, Eritrea und anderen afrikanischen Ländern, flüchten vor Hunger, Unterdrückung und politischer Willkür. Sie kommen zu Fuß oder übers Meer mit Kindern, Kranken und Alten, bitten und betteln um ein Stück Brot und um eine Unterkunft. Viele helfen ihnen, einige schauen weg und andere möchte sie am liebsten zurück ins Meer treiben. So wie vor 70 Jahren, als die vor den Russen geflohenen Ostpreußen an ihrem Ziel in Schwaben als „Sau-Flüchtlinge und Pack“ beschimpft wurden – von Menschen, die sich christlich nannten und sicher jeden Sonntag in die Kirche gingen.


Aber es gab auch gute Einwanderer, die Hugenotten, die Polen im Ruhrgebiet, die Italiener und die Russlanddeutschen, die sich alle integriert und zum wirtschaftlichen Aufschwung Deutschlands beigetragen haben.


Ja, Europa und insbesondere Deutschland ist reich, verglichen mit den Ländern, aus denen die Flüchtlinge kommen. Aber es ist nicht nur Arbeitsamkeit und Erfindertum, die den Reichtum begründen, sondern auch die jahrzehntelange Ausbeutung der Länder Afrikas und Asiens. Jahrzehntelang wurden Menschen zu Sklaven gemacht, die mit niedrigem Lohn unseren Reichtum geschaffen haben.


Ja, wir müssen den Menschen helfen. Aber wie? Ein Stück Brot und eine Unterkunft sind nicht genug. Am besten wäre es, wenn wir den Menschen im eigenen Land eine Möglichkeit zum selbständigen Leben geben könnten.


Klar, gegen Korruption und politische Willkür haben wir keine Mittel. Doch im Kleinen können wir eine Menge tun. Viele Nicht-Regierungs-Organisationen gehen diesen Weg. So hat z. B. Oxfam unter dem Namen „Unternehmer helfen Unternehmern“ ein Programm gestartet, bei dem deutsche Unternehmen eine Patenschaft für kleine dörfliche Betriebe, beispielsweise eine kleine Bäckerei, übernehmen. An diesem Programm hat sich auch unser Verlag beteiligt.


Und da gibt es noch eine, vielleicht skurrile aber nicht abwegige Idee: Lasst die Flüchtlinge auf Kreuzfahrtschiffen zu den Ländern fahren, die noch gerne Auswanderer aufnehmen, wie Brasilien und Argentinien.


Was wir auch machen, lasst uns ihnen helfen, aus Nächstenliebe, nicht aus christlicher, islamischer, buddhistischer, jüdischer Nächstenliebe, sondern ganz einfach auch menschlicher Liebe zum Nächsten.


Ihr
Heinz Gupta

Article
592
Berechnung des Ermüdungsverhaltens von Laminaten unter beliebiger ebener Beanspruchung

Stetig steigende Anforderungen an jedwedes Produkt in Bezug auf Haltbarkeit und Energieeffizienz resultieren in zunehmendem Einsatz moderner Leichtbauwerkstoffe. Insbesondere werden für strukturelle Bauteile mehr und mehr faserverstärkte Kunststoffe (FVK) berücksichtigt, obwohl die Werkstoff- und die Fertigungskosten im Vergleich zu den klassischen Metallwerkstoffen immer noch hoch sind. Wegen ihres anisotropen mechanischen Verhaltens bieten die FVK die einzigartige Möglichkeit, ihre mechanischen Eigenschaften entsprechend den in einem Bauteil vorherrschenden Strukturbelastungen maßzuschneidern, indem man die Fasern entlang der Hauptbelastungsrichtungen ausrichtet. Im Idealfall würde es ein definierter, uniaxialer Belastungszustand erlauben, das volle Potenzial des Composites in Faserrichtung auszuschöpfen. In realen Strukturbauteilen trifft man diesen Fall jedoch selten an, da üblicherweise aufgrund komplexer Spannungszustände mehrere Faserlagen in unterschiedlichen Winkeln zueinander verlegt werden. Für die statische Festigkeitsberechnung solcher Laminate hat sich gezeigt, dass die Berücksichtigung von differenzierenden und bruch­modenbezogenen Festigkeitskriterien, gute Resultate liefert. Während die Ausfallprognose bei statischer Beanspruchung bereits ein sehr hohes Niveau erreicht hat, ist die Vorhersage der Ermüdung von FVK-Laminaten noch unbefriedigend. Wegen der kumulativen Schädigungsreaktion von FVK, die im Gegensatz zur lokal beschränkt bleibenden Schädigung makroskopisch homogener Werkstoffe steht, zeigt FVK eine ausgeprägte Abhängigkeit von der Belastungsvorgeschichte, insbesondere dann, wenn er realistischen, quasi-zufälligen, mehrachsigen Beanspruchungen ausgesetzt war. Da bisher für die Vorhersage von Schadenentwicklung und Betriebsfestigkeit von FVK-Laminaten ein konsistenter Algorithmus fehlte, bestand das Ziel der in dieser Veröffentlichung präsentierten Forschungsarbeiten darin, einen solchen konsistenten Algorithmus zu entwickeln. Mit diesem Algorithmus sollte es möglich sein, die Schadenentwicklung und die Betriebsfestigkeit beliebig aufgebauter Laminate unter realistischen, mehrachsigen externen Beanspruchungen vorherzusagen. Um dieses Ziel zu erreichen wurde die Vielzahl der existierenden Modelle, mit denen sich Teilfragestellungen der Lebensdauerberechnung lösen lassen, zusammengestellt, ausgewählt und in einen durchgängigen Lösungsansatz konvertiert.


Steadily increasing demands in respect to durability and energy efficiency for all kinds of products result in an increasing use of ­advanced lightweight materials. Especially fibre reinforced plastics (FRP) are more and more considered for structural applications, although ­material and production costs are still high compared to classical metallic materials. Since the mechanical behaviour is anisotropic, FRP exhibit the unique possibility to tailor the mechanical properties according to the prevailing loads in a structure by aligning the fibre ­direction with the principal stress directions. In the ideal case, a defined uniaxial stress state allows for exploiting the full ­potential of the composite material in fibre direction. However, this case is rarely found in real structures, hence based on complex load modes several plies with different ply angles are commonly utilised. For the static design of such laminates the consideration of failure mode dependent failure criteria have shown to deliver good results. While the static failure prediction has achieved a very high level, the prediction of the fatigue of FRP laminates is not yet satisfactory. Due to the cumulative damage behaviour of FRP in contrast to the localising ­damage behaviour of macroscopically homogeneous materials, FRP exhibits a pronounced load history dependency, especially when exposed to ­realistic, quasi random and multi-axial loads. Considering the lack of a consistent algorithm for the prediction of the damage evolution and the fatigue life of composite laminates, the aim of the research presented in this paper was the development of such a consistent algorithm. The algorithm had to be capable of predicting the damage evolution and the fatigue life under realistic, multi-axial external loads of an arbitrary laminate. In order to achieve this goal the multitude of existing models which solve each partial problems of the ­fatigue life calculation for composite laminates have been collected, selected and translated into a continuous approach.

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602
Auswirkung der Oberflächen­behandlung auf die Eigenschaften rotationsgeformter Holz-Kunststoff-Composites

In dieser Studie wurden Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffe (WPCs → wood-plastic composites) durch Rotationsformen hergestellt, um die Auswirkung des Holzanteils und der Oberflächenbehandlung auf deren Eigenschaften zu untersuchen. Insbesondere wurde Ahornholzmehl trocken mit linearem Polyethylen niedriger Dichte, ­LLDPE (linear low-density polyethylene), gemischt, um Composites mit bis zu 30 Gew.-% Holzgehalt zu produzieren. Von den so hergestellten Proben wurden Dichte, Morphologie und die mechanischen Eigenschaften (Zug- und Biegeverhalten) bestimmt. Die Ergebnisse zeigen, dass der Einsatz einer Behandlung mit NaOH/MAPE (maleated poly­ethylene) nicht nur die mechanischen Eigenschaften der Teile steigert, sondern auch die maximale Menge an Holz erhöht, die unter den getesteten Bedingungen in die Verbundwerkstoffe eingemischt werden kann.


In this work, wood-plastics composites (WPCs) were produced by rotomoulding to study the effect of wood content and surface treatment on their properties. In particular, wood flour (maple) was dry-blended with linear low-density polyethylene (LLDPE) to produce composites with up to 30 wt% wood flour. From the samples produced, characterisation including density, morphology, and mechanical properties (tensile and flexural) was performed. The results show that using a NaOH/MAPE (maleated polyethylene) treatment not only increases the mechanical properties of the parts, but also increases the maximum amount of wood that can be introduced in the composites for the range of conditions tested.

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610
Die Konsequenzen der Miniaturisierung und ihrer Fertigungsverfahren für Mikrospritzgießteile

Die Teileminiaturisierung sowie hohe Scher- und Abkühlraten während des Mikro­spritzgießens steigern den Volumenanteil der hochorientierten Hautschichten und verändern dadurch die mechanischen Eigenschaften des angefertigten Artikels.


Product miniaturisation and high shear/cooling rates during microinjection moulding increase the volume of the highly oriented skin layer, thereby modifying the mechanical properties of the fabricated product.

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618
Charakterisierung des Materialverhaltens treibfluid­beladener Kunststoffschmelze zur verbesserten Füllsimulation des Schaumspritzgießprozesses

Das Schaumspritzgießen bietet Herstellern von Formteilen viele Vorteile wie eine Materialersparnis, Zykluszeitverkürzung oder geringere Verzugsneigung der Bauteile. Die Möglichkeiten, die Eigenschaften eines geschäumten Kunststoffformteils mit Hilfe ­einer Simulationssoftware vorauszusagen, sind derzeit noch stark limitiert. Mit Hilfe der Charakterisierung treibfluidbeladener Kunststoffschmelzen lassen sich Material­karten erzeugen, welche das Ergebnis einer Füllsimulation, insbesondere bei der ­Bestimmung der lokalen Bauteildichte, weiter verbessern.


The foam injection moulding provides manufacturers of injection moulded parts many advantages such as material savings, cycle time reduction or lower warpage of the parts. The possibilities to predict the properties of a foamed moulded plastic part using simulation software are currently limited. By characterising blowing agent loaded plastic melts material cards can be generated, which further improve the result of a filling simulation, especially in determining the local density of an injection moulded part.

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626
Quo vadis, Elektroauto? – Eine Zukunftstechnologie unter Rechtfertigungsdruck

Der Elektromobilität sind bisher nennenswerte Erfolge im deutschen Automarkt verwehrt geblieben. Im Vergleich zu konventionellen Benzin- und Dieselmodellen gelten Elektroautos als teurer und weniger alltagstauglich. Und selbst das vermeintlich schlagkräftigste Argument der Elektroauto-Befürworter – das Potenzial zur Emissionsreduktion von Treibhausgasen – wird von Kritikern des Öfteren in Zweifel gezogen. Zu Unrecht, wie praxisfundierte Simulationsmodelle des CAR-Instituts der Universität Duisburg-Essen zeigen: Auch bei Berücksichtigung aller während der Fahrzeugherstellung, der Stromerzeugung und –bereitstellung anfallenden Emissionen und Verluste könnten viele deutsche Autofahrer mit Elektroautos schon heute im Alltag deutlich weniger klimaschädlich unterwegs sein. Im Hinblick auf die deutschen Klima- und Emissionsziele sind daher Maßnahmen der Politik und der Industrie zur Verbreitung und technischen Fortentwicklung elektrifizierter Antriebsstränge uneingeschränkt zu begrüßen.


Electric vehicles have so far been denied reasonable success in the German car market. Compared to conventional gasoline and diesel models electric cars are considered more expensive and less suitable for daily use. And even the supposedly most powerful argument of electric car advocates – the potential for reducing greenhouse gas emissions – is frequently raised to question by critics. Unjustly, as sound simulation models of the CAR Institute of the University Duisburg-Essen show: Even when taking into account all emissions and losses incurred during the vehicle production, electricity generation and supply, many German car drivers would be travelling more climate-friendly today, if they operated electric cars in everyday life. With regard to German climate and emission targets measures of government and industry for the dissemination and technical improvement of electrified drive trains should therefore be welcomed unreservedly.

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Report
608
Bioverbundwerkstoffe – Einsatz von Holz- und Naturfaserverbundwerkstoffen in der Europäischen Union

Die wichtigsten Einsatzgebiete für Bioverbundwerkstoffe sind aktuell das ­Baugewerbe (Terrassendielen, Verkleidungen und Zäune) und die Automobilindustrie. ­Holz-Polymer-Werkstoffe (Wood-Plastic Composites → WPCs) und Naturfaserverbundwerkstoffe (NFCs) decken 10 – 15 % des europäischen ­Verbundwerkstoffmarktes ab. Bio-basierte Kunststoffe in Kombination mit Holz- und Naturfasern gewinnen erstmalig an Bedeutung – vom Kinderspielzeug bis zu Autoinnenteilen. Die im Folgenden aufgeführten Daten und daraus abgeleitete Trends basieren auf Umfragen unter Produzenten und Kunden der WPC- und NFC-Industrie (mit ungewöhnlich hoher Rücklaufquote, speziell aus dem WPC-Sektor mit mehr als 60 europäischen Produzenten aus 21 Ländern), aber auch Interviews aus den Jahren 2014 und 2015.

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613
Viel mehr als nur Gummi

Vernetzung von Naturkautschuk ergibt Gummi – das erkannte Charles Goodyear vor 170 Jahren. Naturkautschuk ist jedoch bei sehr geringen Vernetzungsgraden kein Gummi mehr im klassischen Sinne, sondern ein Formgedächtnispolymer mit einigen überraschenden Eigenschaften, die seine Bezeichnung als Smart-Material durchaus rechtfertigen.

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616
Sensorpflaster, Lautsprecher und Energiegewinnung aus Elastomeren
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Ergebnis der aktuellen Composites-Markterhebung liegt vor
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Innovationen rund ums Automobil

Am 3. Juli 2015 fand in Neuss bei Düsseldorf die diesjährige Verleihung der SPE Auto­motive Awards statt. Die Division Central Europe der Society of Plastics Engineers (SPE) verleiht diese prestigeträchtigen Preise jährlich für herausragende polymere Produktinnovationen im Automobilbau. Ebenfalls prämiert werden Medien- und Kommunikationserzeugnisse. Die Preisverleihung wurde moderiert von Dr. Klaus-Dieter Johnke, Präsident der SPE Central Europe und Jury-Sprecher Dr. Rudolf Fernengel.

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630
Vernetzte Produktion und Automatisierung im Fokus – Desma präsentierte „Rubber Processing 4.0“ auf der DKT/IRC 2015

Unter dem Motto „Future Made by Desma“ präsentierte sich das Fridinger Maschinenbauunternehmen Klöckner Desma Elastomertechnik GmbH auf der DKT/IRC 2015 mit zwei Spritzgießmaschinen der S3-Baureihe, mit denen neue Lösungen zur Effizienzsteigerung demonstriert wurden.

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632
Von der 32. Tagung der DKG-Bezirksgruppe Ost

Die 32. Tagung der DKG-Bezirksgruppe Ost fand 2015 vom 27. – 28. Mai in Berlin statt. Die Tagungen werden regelmäßig an wechselnden Standorten durchgeführt und nach fünf Jahren war jetzt wieder einmal die Hauptstadt an der Reihe. Prof. Sven Wießner und Dr. Christian Hintze, beide vom Leibniz-Institut für Polymerforschung in Dresden, hatten in diesem Jahr zur Frühjahrstagung an die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) eingeladen, die auch schon im Jahr 2010 Veranstaltungsort war. Nicht nur die Räumlichkeiten wurden für die Tagung zur Verfügung gestellt, sondern die BAM-Mitarbeiter steuerten außerdem dem Tagungsprogramm noch sehr interessante Vortragsthemen bei. Prof. Wiesner, der seit zwei Jahren Leiter der Bezirksgruppe-Ost ist, begrüßte mit kleiner Verspätung die rund 50 Teilnehmer und leitete zu den Vorträgen des ersten Tagungstags über.

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