Das Kunststofftechnische Labor
Im Kunststofftechnischen Labor der Hochschule Karlsruhe wird primär in den Bereichen Spritzguss, Extrusion und Faserverbundwerkstoffe geforscht und entwickelt. Des Weiteren werden Übungen begleitend zu den Vorlesungen Polymers, Kunststofftechnik und Automobiler Leichtbau angeboten.
In den Übungen gewinnen die Studierenden einen ersten Einblick in die Kunststoffverarbeitung. Dabei werden die grundlegenden Verarbeitungsmerkmale untersucht.
Spritzgießen
Das Spritzgießen ist ein Urformverfahren mit dem vor allem thermoplastische Bauteile hergestellt werden. In diesem Bereich steht dem Labor eine Maschine der Firma ARBURG zur Verfügung an der regelmäßig Projekt- und Abschlussarbeiten im Bereich der Werkzeugentwicklung und Prozessoptimierung durchgeführt werden.
Übung Spritzguss
Im Rahmen der Vorlesung Kunststofftechnik findet an der Spritzgussmaschine eine Laborübung statt. Dabei lernen die Studierenden alle wichtigen Prozessschritte und Parameter kennen, welche den Herstellungsprozess von Kunststoffbauteilen mittels Spritzgießen beeinflussen. Zur Laborübung dient ein Heißkanalwerkezug mit zwei Kavitäten eines Stehaufkreisels.
Übung Simulation
Begleitend zur Vorlesung Kunststofftechnik findet eine Simulationsübung statt. Diese soll den Studierenden das Simulieren von Spritzgussvorgängen mit der Software Cadmould näher bringen. Als Beispiel dient, wie auch bei der Übung an der Spritzgussmaschine, der Stehaufkreisel.
Extrusion
Unter dem Begriff Extrusion versteht sich die Herstellung von thermoplastischen Strangprofilen. Hierfür besitzt das kunststofftechnische Labor der Hochschule Karlsruhe zwei unterschiedliche Extrusionsanlagen.
Einerseits einen Einschneckenextruder der Firma Reifenhäuser, welcher mit einem getriebelosen Torque-Antrieb ausgestattet ist. Dieser Extruder verfügt über ein Röhrchenwerkzeug und dient vorranging zu studentischen Lehrzwecken.
Bei der zweiten Extrusionsanlage handelt es sich um einen Doppelschneckenextruder der Firma Leistritz. Der Aufbau der Anlage erlaubt eine flexible Gestaltung des Extrusionsprozesses und kann optimal an die jeweilige Verfahrensaufgabe angepasst werden. Der Extruder wird zur Kunststoffaufbereitung eingesetzt wie beispielsweise das Herstellen von 3D Filamenten für FFF-Verfahren oder individuell gemischtem Spritzgussgranulat.
Übung Extrusion
Begleitend zu der Vorlesung Kunststofftechnik wird eine Extrusionsübung angeboten. In der Übung wird den Studenten am Einschneckenextruder der Extrusionsprozess näher gebracht. Dabei dürfen die Studenten den Prozess selbst steuern und bekommen einen Einblick in die Komplexität der Kunststoffverarbeitung.
Faserverbundwerkstoffe
Faserverbundwerkstoffe werden verstärkt im Leichtbau eingesetzt und zeichnen sich durch ihre geringe Dichte bei gleichzeitig hoher Festigkeit und Steifigkeit aus. Das Faserverbundlabor befasst sich im Wesentlichen mit der Verarbeitung endlosfaserverstärkter Duroplaste.
Anwendungen hierzu finden sich im Chassis-Bau für das Shell Eco-marathon Fahrzeug (High Efficiency Karlsruhe) oder dem Formula Student Fahrzeug (High Speed Karlsruhe).
Aus der Praxis: Laminieren mit dem Vakuuminfusionsverfahren
Die Vorführung der Vakuuminfusionstechnik anhand einer Tischplatte wurde im Rahmen der Vorlesung Faserverbundtechnik bei Professor Pöhler an der Hochschule Karlsruhe - Technik und Wirtschaft – im Rahmen des Masterstudiums ergänzend durchgeführt. Innerhalb der Vorlesung werden die Grundkenntnisse über Fasern und Matrixsysteme sowie verschiedene Herstellverfahren, Maschinentechnik, Recycling und Berechnungsmethoden vermittelt. Parallel wird ein praktisches Grundlagenlabor mit Laminieren und anschließenden Festigkeitsuntersuchungen durchgeführt.
Daher passte die durchgeführte Vorführung in Ergänzung des Vorlesungsstoffs hervorragend in das Vorlesungskonzept und fand eine rege Anteilnahme unter den Studierenden. Durch die Mitarbeiter der Firma Lange und Ritter, Herr Kiefer und Herr Gobs, wurde das Verfahren anschaulich mit vielen hilfreichen, praktischen Tipps für die Faserverbundverarbeitung mit duroplastischen Matrixsystemen vorgeführt.
Übungen Faserverbundwerkstoffe
Begleitend zu der Vorlesung Automobiler Leichtbau erfolgt eine praktische Übung im Faserverbundlabor. Hier werden den Studierenden die Grundlagen des Laminierens und die Einflüsse von Faserrichtungen zur Krafteinleitung vorgestellt. Dazu werden verschiedene Zugstäbe mit unterschiedlichen Faserorientierungen aus glasfaserverstärkten Kunststoffen (GFK) laminiert und anschließend deren Festigkeit im Werkstoffkundelabor auf einer Zugprüfmaschine untersucht und analysiert.
Fakultät für Maschinenbau und Mechatronik
Prof. Dr.-Ing. Frank Pöhler
Gebäude M, Zimmer 007
Moltkestr. 30,
76133 Karlsruhe
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