Chair of Composite Engineering

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  • Neuer Zeitschriftenbeitrag 09.06.2022  lesen

Verbesserte Werkstoffausnutzung im 3D-Druck durch intelligente Slicer-Software

30.05.2022

Hohe Flexibilität und geringe Investitionskosten machen den 3D-Druck mittels Fused Filament Fabrication (FFF) immer beliebter. Bindenähte zwischen den einzelnen Lagen stellen jedoch Schwachstellen dar, sodass das Werkstoffpotential oft nicht ausgereizt wird. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Slicer-Software, welche vorgibt, auf welche Temperatur der Materialstrang aufgeheizt wird und wie schnell und auf welche Weise der Druckkopf fahren soll um das Bauteil zu erzeugen. Dieselbe Bauteilgeometrie kann auf sehr unterschiedliche Weise umgesetzt werden. Am Lehrstuhl für Verbundwerkstoffe (TUK) wird daher an einer eigenen Softwarelösung gearbeitet, welche für jedes Bauteil automatisch die optimalen Temperatur- und Geschwindigkeitsverläufe berechnet und direkt an den Drucker weitergibt. Hierdurch kann über das gesamte Bauteil eine einheitlich hohe Verbindungsqualität sichergestellt und damit die Ressourceneffizienz erhöht werden. Die Technologie wird auf der Hannover Messe 2022 durch Miaozi Huang, Alexander Schlicher (abgebildet), Praphakorn Saiprasit und Sebastian Kamerling vorgestellt.

Materialeffizienz beim 3D-Druck durch Temperaturkontrolle?

27.05.2022

Beim 3D-Druck mittels Fused Filament Fabrication (FFF) ist nicht nur die Temperatur an der Düse entscheidend für die Verbindung einzelner Stränge und Lagen, auch die Aufwärmung des bereits gedruckten Materials hat großen Einfluss. Unterstützt durch Finite Elemente Simulationen wird dieser Einfluss am Lehrstuhl für Verbundwerkstoffe (TUK) systematisch untersucht (doi.org/10.1002/app.52337), um schließlich die Druckparameter je nach Bauteilgeometrie zu optimieren. Dies verbessert die Materialausnutzung und hilft damit, Ressourcen zu schonen. Die Technologie wird auf der Hannover Messe 2022 durch Miaozi Huang, Alexander Schlicher, Praphakorn Saiprasit und Sebastian Kamerling vorgestellt.

Stellenausschreibung

05.05.2022

Neue Stellenausschreibung verfügbar:

Wissenschaftliche Hilfskraft

Prüfungsergebnisse

04.05.2022

Die Ergebnisse der Prüfung Kunststoffverarbeitung sind verfügbar:

Informationen

Oberingenieur Dr.-Ing Sebastian Kamerling

01.04.2022

Zum 1. April nimmt Dr.-Ing. Sebastian Kamerling seine Tätigkeit als Oberingenieur am Lehrstuhl für Verbundwerkstoffe (CCe) auf und wird dadurch vielfältige Verantwortungen bzgl. der Ausrichtung des Lehrstuhls und dessen Organisation übernehmen.

Hr. Kamerling ist seit Juli 2016 als wissenschaftlicher Mitarbeiter am CCe beschäftigt und wurde im Oktober 2021 für seine Arbeit zum Thema "Gezielte Nutzung der chemischen Umwandlung von Magnesiumhydroxid - ein neuer Ansatz für die Polymertribologie" promoviert. Sein Forschungsschwerpunkt liegt in der Optimierung kunststoffbasierter hybrider Werkstoffe für tribologische Systeme.

Wie lassen sich Laborergebnisse bestmöglich in die Praxis überführen?

22.03.2022

Dieser Frage widmen sich Mitarbeitende des Lehrstuhls für Verbundwerkstoffe seit 2021 in einem von der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) im Rahmen der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) geförderten Projekt (Nr. 21503 N) zusammen mit zahlreichen, über die Forschungsvereinigung Antriebstechnik (FVA) verknüpften Industriepartnern aus den Bereichen Kunststoffverarbeitung, Tribologie, und Materialentwicklung.

Es soll geklärt werden, ob und unter welchen Rahmenbedingungen sich auf einfachen Laborprüfsystemen gewonnene tribologische Kenngrößen — wie bspw. Reibungskoeffizient und Verschleißrate — auf in der Praxis z.B. im Automobil eingesetzte Gleitlagerkomponenten übertragen lassen. Wegen der stark unterschiedlichen Geometrien und der damit verknüpften mechanischen und thermischen Lasten sind diese nicht direkt vergleichbar.

Das Projektteam am CCe verfolgt einen zweigliedrigen Ansatz. Dabei wird erstens eine neuartige tribologische Prüfmethodik angewandt, um sowohl am Labor- als auch am Komponentenprüfstand innerhalb kürzester Zeit ein detailreiches Bild des tribologischen Verhaltens von fünf Hochleistungswerkstoffen + zwei Referenzmaterialien zu zeichnen. Zweitens wird mithilfe eigens entwickelter Finite-Elemente-Modelle beider Prüfstände die dreidimensionale Temperaturverteilung in den Systemen simuliert, um Informationen über die Temperaturen im tribologischen Kontakt zu erhalten. Beide Pfade münden schließlich in einer umfangreichen Korrelation, welche Gemeinsamkeiten und Unterschiede aufzeigen und durch Übertragungsfunktionen eine Umrechnung der bspw. für die Auslegung von Komponenten wichtigen Kenngrößen zwischen den beiden Systemen ermöglichen soll.

Hierdurch wird nicht nur eine Zeit- und Kostenersparnis bei der Werkstoffentwicklung erwartet, da aufwändige und teure Komponentenversuche signifikant reduziert werden können, auch könnten die tatsächlich in der Praxis auftretenden Lasten auf ein einfaches Laborsystem umgerechnet und so eine deutlich anwendungsnähere Werkstoffentwicklung ermöglicht werden.

Neuer Zeitschriftenbeitrag

16.03.2022

Xu, Y.; Huang, M.; Schlarb, A.K.: Print path-dependent contact temperature dependency for 3D printing using fused filament fabrication. Journal of Applied Polymer Science, e52337, 2022. DOI: http://doi.org/10.1002/app.52337

Zeitschriftenbeiträge

Stellenausschreibung

03.03.2022

Neue Stellenausschreibung verfügbar:

Wissenschaftliche Hilfskraft

Neuer Mitarbeiter

29.11.2021

Seit dem 29. November verstärkt M.Sc. Shengqin Zhao das CCe-Team; Sein Forschungsschwerpunkt liegt in der Tribologie von elastomerbasierten Verbundwerkstoffen.

Nicholas Ecke mit dem diesjährigen OECHSLER-Preis 2021 ausgezeichnet

12.11.2021

Dr.-Ing. Nicholas Ecke ist für seine Dissertation „Zum Einfluss des Wärmehaushalts bei der tribologischen Prüfung von Kunststoffen“ mit dem OECHSLER-Preis des Wissenschaftlichen Arbeitskreises der Universitätsprofessoren der Kunststofftechnik (WAK) ausgezeichnet worden. Der Preis würdigt jährlich die beste Arbeit zu Methoden und Ansätzen zur Entwicklung und Konstruktion von Bauteilen aus Kunststoffen und ist mit 5000 EUR dotiert.

In seiner Arbeit beschäftigte sich Dr. Ecke mit der reibungsbedingten Erwärmung verschiedener tribologischer Prüfsysteme und deren Auswirkung auf das tribologische Verhalten der geprüften Kunststoff-Stahl-Reibpaarungen. Durch die Kopplung von Modellversuchen unter gezielter Temperaturführung mit numerischen Simulationen konnten Reibungskoeffizienten in anwendungsnahen Systemen in guter Näherung vorhergesagt werden. Darüber hinaus wurden hilfreiche Erkenntnisse zur Modellbildung und zur Validität bekannter analytischer Berechnungsansätze für die wärmetechnische Beschreibung tribologischer Systeme gewonnen. Die Verleihung fand am 04.11.2021 im feierlichen Rahmen am Institut für Kunststoffverarbeitung an der RWTH Aachen statt.

Bei dieser Gelegenheit wurde auch Simon Shi nochmals geehrt. Er erhielt im vergangenen Jahr den OECHSLER-Preis für seine Masterarbeit „Simulation of the heat development of reinforced plastics under tribological load considering local effects“. Aufgrund der Corona-Pandemie konnte er den Preis 2020 jedoch nicht persönlich in Empfang nehmen, was nun erfreulicherweise nachgeholt wurde. Die Preisträger und das gesamte Team des Lehrstuhls für Verbundwerkstoffe freuen sich außerordentlich.

Fotos: Katharina Eusterbrock

Neue Mitarbeiterin

02.11.2021

Seit dem 2. November verstärkt M.Eng. Itsari Phuangmali das CCe-Team; Ihr Forschungsschwerpunkt liegt in Prozess-Struktur-Eigenschaftsbeziehungen von thermoplastischen Kunststoffen.

2 new Docs

29.10.2021

On the 27.10.  Sebastian Kamerling (Gezielte Nutzung der chemischen Umwandlung von Magnesiumhydroxid - ein neuer Ansatz für die Polymertribologie)

and

on the 28.10. Praphakorn Saiprasit (On the Process-Structure-Property Relationships of Poly(lactic acid)-based Nanocomposites)

have succesfully defended their dissertations.

Congratulations!

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Neuer Zeitschriftenbeitrag

09.09.2021

Huang, M.; Xu, Y.; Schlarb, A.K.: Mechanical performance and supermolecular morphology of void free polypropylene manufactured by fused filament fabrication. Journal of Applied Polymer Science, e51409, 2021. DOI: 10.1002/app.51409

Zeitschriftenbeiträge

Neues Video

09.08.2021

 

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