Technologien

Steigende Anforderungen an Produktivität, Ressourceneffizienz und Gesundheitsschutz verlangen bei vielen Anwendungen sehr spezielle Klebstoffe. Dafür sind besondere Formulierungen notwendig, die häufig noch nicht am Markt verfügbar sind. Hier sind wir der richtige Entwicklungspartner. Im Fokus unserer FuE-Arbeiten steht dabei die Nutzbarmachung neuartiger Rohstoffe für Klebstoffe mit bisher nicht erreichbaren Eigenschaften, wie Debonding on Demand oder extreme Schnellhärtung. Auch das Thema Nachhaltigkeit wird zunehmend wichtiger für Unternehmen. Hier setzen wir auf die Verwendung nachwachsender und toxikologisch unbedenklicher Rohstoffe in reaktiven Polymersystemen.

Mit dem stetigen Anstieg der elektronischen Baugruppen und ihrer Verwendung, beispielsweise in Kraftfahrzeugen und Sensoren, steigen auch die Anforderungen an ihre Langzeitstabilität und Funktionssicherheit. Zum Schutz dieser Bauteile bietet sich ein Polymerverguss an. Durch das Vergießen oder den Auftrag von Schutzlacken werden die zu schützenden Bauteile, beispielsweise eine Leiterplatte, durch ein Polymer vollständig umschlossen, um ihre Zuverlässigkeit zu sichern. Die Vergussmasse führt zu einer besseren Wärmeableitung, mechanischem Schutz sowie Schutz vor äußeren Einflüssen und auch zu elektrischer Isolation, wodurch die Funktionstüchtigkeit der Bauteile auch in rauen Umgebungen gewährleistet werden kann.

Die Alterung von Klebungen setzt unmittelbar mit ihrer Fertigung ein. Entscheidend für ihre Geschwindigkeit und damit ihrer Bedeutung für das geklebte Bauteil sind die äußeren Beanspruchungen. Dabei sind die sichtbaren bzw. messbaren Erscheinungsformen der Alterung sehr vielfältig. So kann zum Beispiel die Glasübergangstemperatur durch den Abbau von polymeren Strukturen sinken oder durch Weichmacherdiffusion sowie Einbau steifer Molekülstrukturen in die polymeren Ketten steigen. Spezielle Funktionen des Klebstoffes, z.B. Leitfähigkeiten oder Dämpfung, können sich verschlechtern und / oder die Klebfestigkeit kann abfallen. Am Fraunhofer IFAM untersuchen wir die Alterung von Klebstoffen, um die Langlebigkeit von Klebverbindungen nachhaltig zu verbessern.

Der 3D-Druck ist eines der gefragtesten Fertigungsverfahren der heutigen Zeit. Die Technologie zeichnet sich durch enorme Geometrieflexibilität und einen geringen Materialverbrauch aus. Mit dem Verfahren können in sehr kurzer Zeit hochwertige Prototypen hergestellt werden. Die additive Fertigung wird jedoch auch für die industrielle Serienproduktion zunehmend interessant. Bauteile können individuell angepasst und mit geringem manuellen Aufwand direkt aus dem CAD-Modell gefertigt werden, was das Verfahren z.B. für die Dentaltechnik, die Luft- und Raumfahrtbranche oder den Werkzeugbau interessant macht. Mit der zunehmenden Verbreitung und Weiterentwicklung der additiven Fertigung wird auch der Bedarf an speziellen Materialien immer größer. Am Fraunhofer IFAM werden verschiedenste reaktive Harzformulierungen für den 3D-Druck entwickelt. Hierbei steht neben den finalen Bauteileigenschaften die Abstimmung zwischen Drucker und Material im Fokus der Arbeiten.

Hart- oder auch Permanentmagnete sind für viele Anwendungen essenziell. Ihr Einsatz reicht von Kleinstmagneten in Vibrationsmotoren für Mobiltelefone, Mikrofone und Kopfhörer bis hin zu Elektromotoren für E-Bikes und PKW. Die konventionelle Herstellung der Magnete ist allerdings ressourcen- und kostenintensiv. Zudem sind die herstellbaren Geometrien begrenzt, was gerade im Hinblick auf die fortschreitende Miniaturisierung ein Problem darstellt. Das Fraunhofer IFAM arbeitet daher an der Entwicklung von Verfahren, mit denen Hartmagnete auf Basis Seltener Erden ressourcenschonender und komplexer gefertigt werden können.

Ob Luftfahrt, Automotive oder Medizintechnik: Klebstoffe kommen heutzutage in den unterschiedlichsten Anwendungen und Branchen zum Einsatz. Doch Klebverbindungen bringen auch einige Herausforderungen mit sich. So müssen Klebstoffe oft zusätzliche Funktionen übernehmen, angepasste Verarbeitungseigenschaften aufweisen, hohe Beständigkeiten gegenüber Temperaturwechsel und Medien zeigen oder zum Ende der Lebensdauer geklebter Bauteile ein Entkleben ermöglichen. Um diese Herausforderungen zu meistern ist die Analyse der eingesetzten Klebstoffe unumgänglich. Wir nutzen verschiedene Methoden für die Optimierung von Klebstoffrezepturen, die Analyse von Schadensfällen oder die gezielte Charakterisierung von Klebstoffen für eine anwendungsbezogene Klebstoffauswahl.

SCHADENSANALYSE VON METALLISCHEN WERKSTOFFEN UND METALLBAUTEILEN | Schadensfälle an Metallbauteilen und metallischen Werkstoffen haben unterschiedlichste Ursachen und Formen. Dazu zählen beispielsweise thermische oder mechanische Beanspruchungen oder Korrosion. Um ein Bauteilversagen und damit verbundene Produktionsausfälle zu vermeiden, ist eine umfassende Analyse unumgänglich. Hier sind wir der richtige Ansprechpartner: Wir betrachten dabei das gesamte Umfeld von der Werkstoffauswahl über die Konstruktion bis zur Fertigung. In unserem nach DIN EN ISO 9001 zertifizierten Prüflabor stehen dafür verschiedene Methoden wie Untersuchungen der Bruchfläche, der Mikrostruktur oder Härtemessungen zur Verfügung. Mit unserer langjährigen Erfahrung unterstützen wir Sie gern bei der Aufklärung der Schadensursache und beraten Sie zu Maßnahmen zur Schadensvermeidung.

PRÜFVERFAHREN FÜR DIE CHARAKTERISIERUNG UND QUALITÄTSSICHERUNG VON PULVERN | Bei pulverbasierten Fertigungsverfahren beeinflussen die Eigenschaften des Pulvers maßgeblich die Endeigenschaften des Bauteils. Ausschlaggebend sind vor allem die Teilchengröße und Partikelform sowie die Fließfähigkeit des Schüttgutes. Die Bestimmung des richtigen Pulvers ist daher entscheidend für eine erfolgreiche Produktion. Wir bieten vielfältige, teils nach DIN EN ISO 9001 zertifizierte, Verfahren zur Charakterisierung von Pulvereigenschaften an. Durch unsere langjährige Erfahrung können wir die Ergebnisse zielgenau interpretieren und Optimierungspotenziale aufzeigen. Wir wissen, worauf es ankommt und sind Ihr Ansprechpartner für alle messtechnischen Fragestellungen zur Pulveranalyse.

MIT PROZESS- UND BAUTEILANALYSEN ZUR NULL-FEHLER-PRODUKTION VON GESINTERTEN BAUTEILEN | Für die pulverbasierte Fertigung metallischer Bauteile werden diverse Verfahren genutzt, bei denen spezifische Ansprüche an Metallpulver, Prozesshilfsstoffe und die jeweiligen Prozessschritte gestellt werden. Für eine ressourcen- und kostensparende Produktion ist es von großer Bedeutung, den Ausschuss in allen Prozessstufen, vom Pulver bis zum fertigen Bauteil, zu minimieren. Um dieses Ziel zu erreichen arbeiten die Expertinnen und Experten der Pulvertechnologie am Fraunhofer IFAM kontinuierlich an der Weiterentwicklung vorhandener, sowie der Implementierung neuer Methoden zur direkten und begleitenden Prozess- und Bauteilanalytik.

HERSTELLUNG VON METALL- UND KERAMIKBAUTEILEN MITTELS EXTRUSION UND SINTERN | Das Extrudieren ist eines der gängigsten Formgebungsverfahren zur Herstellung länglicher Strukturen mit konstantem, oft komplexem Querschnitt. Produkte, die durch Extrusion erzeugt werden, sind z.B. Rohre, Schläuche oder auch Keil- und Zahnriemen. Das Fraunhofer IFAM fokussiert sich in seinen Forschungsarbeiten u.a. auf die Pulverextrusion. Dabei werden thermoplastische Formmassen mit hohen Anteilen an Metall- oder Keramikpulvern extrudiert und anschließend entbindert und gesintert. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Materialentwicklung und –anpassung entlang der gesamten Prozesskette, um optimale Ergebnisse für die individuellen Bedürfnisse unserer Kunden zu erzielen.