Technische Kunststoffe wie POM, PEEK oder Polyamide werden hauptsächlich in anspruchsvollen technischen Systemen wie Automotive, Maschinen- und Möbelbau, Haushaltsgeräten eingesetzt, wo große mechanische Stabilität gefragt ist. Häufig sind derartige Anwendungsfälle begleitet von hoch komplexen Lastsituationen, bei denen es zur Interaktion verschiedenster mechanischer Effekte kommt. Die Forschungsschwerpunkte widmen sich der Erfassung von Struktur-Eigenschaftsbeziehungen dieser Materialien, die häufig bereits durch die Verarbeitungsprozesse definiert werden.
Neben Verarbeitungsverfahren wie Pressen und Spritzguss liegt der Fokus im Besonderen auch auf verschiedene additiven Fertigungsverfahren, wie z.B. den beiden für technische Thermoplaste relevanten 3D-Druckverfahren FFF (fused filament fabrication) und SLS (selective laser sintering). Neben der klassischen Werkstoffprüfung liegt ein wesentlicher Schwerpunkt auf einer fundierten morphologischen Charakterisierung der verarbeitungsbedingten Materialzustände, wofür neben den üblichen Standardverfahren auch wissenschaftliche Methoden wie Röntgenbeugungsverfahren und Eigenspannungsuntersuchungen, sowie die Analyse der Kristallisationskinetik eingesetzt werden. Im Bereich mechanischer Eigenschaften liegt das Hauptaugenmerk im statischen, quasi-statischen und zyklischen Belastungsbereich sowie auf der Untersuchung von Bruchzähigkeit und Ermüdungseigenschaften unter Einbeziehung verschiedener bruchmechanischer Konzepte (linear elastische Bruchmechanik, Mixed-Mode Fatigue, J-Integral).
- Globales und lokales Verformungsverhalten technischer Kunststoffe in miniaturisierten Bauteilen
- Deformations- und Ermüdungsverhalten von PEEK im Hochlastbereich
- Struktur-Eigenschaftsbeziehungen in der bruchmechanischen Ermüdung von POM
- Weiterentwicklung bruchmechanischer Prüfmethoden für teilkristalline Thermoplaste
Das übergeordnete Ziel der Arbeitsgruppe „Technische Kunststoffe“ ist die Übertragung der Erkenntnisse vom Probekörper auf das Bauteil und damit die Überführung des wissenschaftlichen „State of the Art“ in das industrielle Umfeld unserer Partnerunternehmen.
