Bauteil-Identifizierung anhand fluoreszierender Additive in Kunststoffen

Bauteil-Identifizierung anhand fluoreszierender Additive in Kunststoffen von Bastian,  Martin, Baudrit,  Benjamin, Bosse,  Michael, Civelek,  Faruk, Hochrein,  Thomas, Rudloff,  Johannes, Rusam,  Alexander, Wigger,  Benedikt
Im Projekt BIANKA wurde ein Verfahren zur Einzelteilverfolgung bei Bauteilen aus thermoplastischen Kunststoffen entwickelt. Für die Untersuchungen wurden in verschiedene Kunststoffe anorganische Fluoreszenzpartikel eingearbeitet, die bei normalem Tageslicht nicht sichtbar sind und erst unter Bestrahlung mit UV-Licht sichtbar werden. Diese Partikel verteilen sich bei der Verarbeitung mittels Spritzgießen zufällig im Material. Auf diese Weise entstehen an der Oberfläche der Bauteile individuelle und nicht reproduzierbare Partikelverteilungen, die ebenso wie der Fingerabdruck eines Menschen einzigartig sind. Mithilfe von UV-Strahlung werden die Partikel sichtbar gemacht und mit einer Kamera Bilder der Bauteiloberfläche aufgenommen, in denen das jeweilige Partikelmuster eines Bauteils abgebildet werden konnte. Die eindeutige Identifizierung äußerlich baugleicher Teile erfolgte durch die Anwendung eines speziell entwickelten Algorithmus, der die Aufnahmen der Fluoreszenzpartikelmuster in digitale Codes verwandelte. Die Daten wurden um mehrere Größenordnungen komprimiert und miteinander abgeglichen. Dieses Verfahren lieferte selbst bei Umwelteinflüssen wie Kratzspuren, Verschmutzungen und eingefärbten Bauteilen zuverlässige Ergebnisse.
Aktualisiert: 2023-06-06
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Bauteil-Identifizierung anhand fluoreszierender Additive in Kunststoffen

Bauteil-Identifizierung anhand fluoreszierender Additive in Kunststoffen von Bastian,  Martin, Baudrit,  Benjamin, Bosse,  Michael, Civelek,  Faruk, Hochrein,  Thomas, Rudloff,  Johannes, Rusam,  Alexander, Wigger,  Benedikt
Im Projekt BIANKA wurde ein Verfahren zur Einzelteilverfolgung bei Bauteilen aus thermoplastischen Kunststoffen entwickelt. Für die Untersuchungen wurden in verschiedene Kunststoffe anorganische Fluoreszenzpartikel eingearbeitet, die bei normalem Tageslicht nicht sichtbar sind und erst unter Bestrahlung mit UV-Licht sichtbar werden. Diese Partikel verteilen sich bei der Verarbeitung mittels Spritzgießen zufällig im Material. Auf diese Weise entstehen an der Oberfläche der Bauteile individuelle und nicht reproduzierbare Partikelverteilungen, die ebenso wie der Fingerabdruck eines Menschen einzigartig sind. Mithilfe von UV-Strahlung werden die Partikel sichtbar gemacht und mit einer Kamera Bilder der Bauteiloberfläche aufgenommen, in denen das jeweilige Partikelmuster eines Bauteils abgebildet werden konnte. Die eindeutige Identifizierung äußerlich baugleicher Teile erfolgte durch die Anwendung eines speziell entwickelten Algorithmus, der die Aufnahmen der Fluoreszenzpartikelmuster in digitale Codes verwandelte. Die Daten wurden um mehrere Größenordnungen komprimiert und miteinander abgeglichen. Dieses Verfahren lieferte selbst bei Umwelteinflüssen wie Kratzspuren, Verschmutzungen und eingefärbten Bauteilen zuverlässige Ergebnisse.
Aktualisiert: 2023-05-02
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Naturfaserverstärkte, bio-basierte Polymerschäume und kompakte Profile

Naturfaserverstärkte, bio-basierte Polymerschäume und kompakte Profile von Bastian,  Martin, Baudrit,  Benjamin, Bethke,  Christian, Hochrein,  Thomas, Kuhnigk,  Justus, Ruckdäschel,  Holger, Rudloff,  Johannes, Yatsenko,  Serhiy
Das Ziel der Forschungsarbeiten war die Entwicklung von geschäumten WPC-Platten auf Basis von Bio-Polyethylen (Bio-PE) bzw. Polylactide (PLA). Die Dichte der WPC-Schaum-Profile sollte hierdurch auf das Niveau von Span- bzw. Faserplatten (500 - 800 kg/m³) reduziert werden. Gleichzeitig wurden die biobasierten WPC-Rezepturen hinsichtlich ihrer Eignung für die Kompaktextrusion von Hohl- und Vollprofilen untersucht. Hierfür wurden drei verschiedene Bio-PE und ein PLA Typ ausgewählt und mit unterschiedlichen Anteilen von verschiedenen Holzfasern gemischt. Die ausgewählten WPC-Rezepturen wurden compoundiert und anschließend auf das Extrusionsverhalten zu kompakten Profilen und das Schäumverhalten untersucht. Die umfangreichen Untersuchungen zeigten, dass für die Kompakt- und die Schaumextrusion unterschiedliche Holzanteile benötigt werden. Bei einem geschäumten Vollprofil lag der optimale Holzanteil < 40 Gew.-%, um einen hohen Aufschäumgrad und eine niedrige Dichte zu erreichen. Bei einem kompakten Vollprofil dagegen lag der optimale Holzanteil ≥ 60 Gew.-%, um ein gutes Extrusionsverhalten zu gewährleisten.
Aktualisiert: 2023-03-23
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Simulation des Hotends in der Fused Filament Fabrication

Simulation des Hotends in der Fused Filament Fabrication von Bastian,  Martin, Baudrit,  Benjamin, Damanik,  Hogenrich, Fatima,  Arooj, Hochrein,  Thomas, Malatyali,  Hatice, Rudloff,  Johannes, Turek,  Stefan, Wolff,  Rebecca
Additive Fertigungsverfahren erobern derzeit den Endkundenmarkt und gewinnen auch im industriellen Sektor immer mehr an Bedeutung. Allerdings gibt nur es nur wenige industrielle Arbeiten, die sich mit der Simulation des Fused Deposition Modeling (FDM) beschäftigen. Dies erschwert für Unternehmen die Einführung neuer Materialsysteme und die volle Potenzialausschöpfung des Fertigungsverfahrens. Im Rahmen der durchgeführten Arbeiten wurden daher die Vorgänge beim Druckprozesses in Abhängigkeit der Düsengeometrie-, Material- und Verarbeitungsparameter sowohl experimentell als simulativ untersucht. Dazu wurden geeignete Methoden zur messtechnischen Erfassung der Aufschmelz- und Fließvorgänge erprobt und darauf basierend numerische Modelle entwickelt, die die Zwei-Phasenströmung beschreiben. Der Vergleich der numerischen Berechnungen mit den experimentellen Daten zeigte, dass die benötigte Vorschubkraft, sowie der Übergang von stabilem zu instabilem Prozessbereich bei steigenden Druckgeschwindigkeiten mit guter Approximation reproduziert werden kann. Basierend darauf wurde ein Simulationstool entwickelt, welches die numerische Simulation von Standarddüsengeometrien ermöglicht. Das öffentlich zugängliche Tool erleichtert so die simulationsgestützte, verbesserte Auslegung von FDM-Prozessen, speziell angepasst an das einzusetzende Material.
Aktualisiert: 2023-05-04
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