ZWEIJAHRESBERICHT BIENNIAL REPORT 2019 2020
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ZWEIJAHRESBERICHT
BIENNIAL REPORT
2019 - 2020
www.kunststofftechnik.at
INHALTSVERZEICHNIS TABLE OF CONTENTS KUNSTSTOFFTECHNIK LEOBEN DEPARTMENT POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE .................................................................................................6 Chemie der Kunststoffe (KC) Chemistry of Polymeric Materials ............................................................................................................................................................................. 8 Konstruieren in Kunst- und Verbundstoffen (KKV) Designing Plastics and Composite Materials ......................................................................................................................................................... 9 Kunststoffverarbeitung (KV) Polymer Processing ......................................................................................................................................................................................................10 Spritzgießen von Kunststoffen (SGK) Injection Molding of Polymers ................................................................................................................................................................................. 11 Verarbeitung von Verbundwerkstoffen (VV) Processing of Composites ..........................................................................................................................................................................................12 Werkstoffkunde und Prüfung der Kunststoffe (WPK) Materials Science and Testing of Polymers ..........................................................................................................................................................13 Fachkompetenz entlang des Material- & Produktkreislaufs Expertise along the material & product cycle......................................................................................................................................................14 FORSCHUNG & PROJEKTE RESEARCH & PROJECTS ......................................................................................................................................................16 Forschungsschwerpunkt ELASTOMERE Research objective ELASTOMERS.............................................................................................................................................................................18 Forschungsschwerpunkt ADDITIVE FERTIGUNG Research objective ADDITIVE MANUFACTURING.................................................................................................................................................26 Forschungsschwerpunkt INTELLIGENTE PRODUKTION Research objective SMART PRODUCTION..............................................................................................................................................................34 Forschungsschwerpunkt LEICHTBAU Research objective LIGHTWEIGHT DESIGN............................................................................................................................................................40 Forschungsschwerpunkt NACHHALTIGKEIT Research objective SUSTAINABILITY........................................................................................................................................................................46 LEHRE & AUSBILDUNG ACADEMIC TEACHING & EDUCATION..................................................................................................................................56 KOOPERATIONEN & PARTNER COOPERATIONS & PARTNERS...............................................................................................................................................72 EHRUNGEN & PREISE HONORS & AWARDS...............................................................................................................................................................78 VERANSTALTUNGEN & SOCIAL ACTIVITIES EVENTS & SOCIAL ACTIVITIES..............................................................................................................................................84
Wir alle leben in einer sehr spannenden, Das 2010 gegründete Department Kunst-
durch COVID-19 geprägten, und so noch stofftechnik umfasste mit Jahresende
nie dagewesenen Zeit voller Verände- 2020 sechs Lehrstühle mit insgesamt
rungen. Wir an der Montanuniversität 90 VZÄ an Beschäftigten (Stand Ende
Leoben konnten durch stete Sensibilität 2020). Kapitel 1 gibt hierzu eine kurze
und strikte Verhaltensregeln die nega- Einleitung und weitergehende Details.
tiven Auswirkungen der Pandemie auf Unser Ziel ist es, die Wertschätzung für
Forschung und Lehre und den Studien- polymere Werkstoffe in der Gesellschaft
ablauf für unsere Studierenden gering- wieder zu erhöhen, einen wesentlichen
halten. Allerdings blieben auch wir nicht Beitrag zur Lösung der Herausforderun-
ganz von der Pandemie verschont: Im gen der Zukunft in Bezug auf Umwelt-
akademischen Jahr 2019/20 wollte die schutz, Klimawandel und Kreislaufwirt-
Kunststofftechnik Leoben ihr 50-jähri- schaft von Kunststoffen zu leisten und
ges Bestehen würdig feiern und zu drei junge Absolvent*innen auf ihrem Weg in
unserer fünf Zukunftsthemen die neu- Industrie und Wirtschaft mit einer for-
esten Aspekte im 29. Leobener Kunst- schungsbasierten Ausbildung zu unter-
stoffkolloquium diskutieren. Pandemie- stützen. Polymere Werkstoffe sollen in
bedingt wird dieses Fest am 15. und Zukunft nicht als Problem wahrgenom-
16. September dieses Jahres in hybrider men werden. Wir sind überzeugt, dass
Form nachgeholt. Schon jetzt laden wir sie schon heute Teil der Lösung sind und
Sie sehr herzlich hierzu ein. Ein striktes es in Zukunft noch mehr sein werden!
COVID-19 Hygienekonzept wird für Ihre In Kapitel zwei finden sie zu den fünf
Sicherheit sorgen. Schwerpunktthemen Elastomere, Addi-
tive Fertigung, Intelligente Produktion,
In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhun- Leichtbau und Nachhaltigkeit ausge-
derts haben sich die Polymere hervor- wählte Ergebnisse unserer Forschung
ragend entwickelt und eine bedeutende aus den Jahren 2019 und 2020. In Lehre
Position unter den Werkstoffen erobert. und Ausbildung sind wir bestrebt, unser
Zu Beginn dieses Jahrhunderts bezeich- Kunststofftechnik-Studienprogramm
© Foto Jörgler
neten viele Expertinnen*en Polymere stetig weiterzuentwickeln, gemeinsame
aufgrund ihres Leichtbaupotenzials und Studienprogramme mit Universitäten
Departmentleitung ihrer einstellbaren Eigenschaften als die in anderen Ländern zu entwickeln und
„Werkstoffe des 21. Jahrhunderts“. Gera- Schüler*innen mit großem Engage-
Univ.-Prof. Dr. de die COVID-19 Pandemie hat uns al- ment durch vielseitige Programme und
Walter Friesenbichler len die Unverzichtbarkeit von polymeren In-House Aktivitäten für die Kunststoff-
Werkstoffen drastisch vor Augen geführt. technik zu motivieren. Stolz sind wir
In unserer globalisierten Wohlstands-, auf drei weitere Habilitationen, davon
Wissens-, Kommunikations- und Indus- zwei am Department und eine von ex-
triegesellschaft und in Medizintechnik tern. Kapitel 3 liefert hier weitere Details
und Gesundheitsversorgung würde ohne und Highlights. Einen kurzen Überblick
Polymere fast nichts mehr funktionieren. zu unseren Kooperationspartnern, in-
Heute stehen wir durch die Globalisie- nerhalb und außerhalb der Universität,
rung und den Klimawandel aber auch vor liefert Kapitel 4 und verdeutlicht unse-
enormen Herausforderungen. Kunststof- re ausgezeichnete Vernetzung. Die Be-
fe werden heute als Umweltverschmut- stätigung aus unserer Community in
zer gebrandmarkt, und in vielen Ländern Form von Auszeichnungen und anderen
wird die Vermeidung von Kunststoffen Anerkennungen haben wir in Kapitel 5
propagiert. Es ist zweifellos richtig, dass aufbereitet. Das abschließende Kapitel
die Polymerwissenschaft und -technik fasst die wesentlichen Events und ande-
sowie die Industrie deutlich mehr Ver- re Aktivitäten zusammen, die wir (mit-)
antwortung für den nachhaltigen Einsatz organisiert haben, um mit unserer Com-
von Kunststoffen übernehmen müssen. munity im Kontakt zu sein.
Wiederverwendbare Kunststoffprodukte,
stoffliches und chemisches Recycling, Das hochmotivierte Team des Depart-
End-of-Life-Szenarien von Kunststoff- ments hat für Sie die wichtigsten und
produkten und Kreislaufwirtschaft müs- interessantesten Informationen zusam-
sen die bestimmenden Faktoren für den menzutragen, die Ihnen einen guten
Einsatz von Kunststoffen als Werkstoff Überblick über die vergangenen zwei
der Zukunft sein. Und daran arbeitet Jahre des Departments geben. Im Namen
heute nahezu die gesamte kunststoff- aller unserer Beschäftigten wünsche ich
technische Fachwelt intensiv. So auch Ihnen eine angenehme Lektüre.
die Montanuniversität und das Depart- -
ment Kunststofftechnik.
We are all living in a very exciting time prised six chairs with a total of 90 FTEs of
full of changes, shaped by COVID-19 employees as of year-end 2020. Chapter
and never seen before. We at the Mon- 1 provides a brief introduction and fur-
tanuniversität Leoben were able to ther details on this. Our goal is to restore
minimize the negative impact of the society’s appreciation for polymer mate-
pandemic on research and teaching and rials, to make a significant contribution
the course of studies for our students to solving the challenges of the future
through constant sensitivity and strict with regard to environmental protection,
rules of conduct. However, we were not climate change and the circular econo-
completely spared from the pandemic: my of polymers, and to support young
In the academic year 2019/20, Polymer graduates on their way into industry and
Engineering and Science Leoben want- business with a research-based educa-
ed to celebrate its 50th anniversary in a tion. Polymer materials should not be
dignified way and discuss the latest as- perceived as a problem in the future. We
pects of three of our five future topics are convinced that they are already part
in the 29th Leoben-Conference on Poly- of the solution today and will be even
mer Engineering and Science. Due to the more so in the future! In chapter two,
pandemic, this celebration will be held you will find selected results of our re-
in hybrid form on September 15 and 16 search from 2019 and 2020 on the five
of this year. Already now we cordially in- key topics elastomers, additive manu-
vite you to this event. A strict COVID-19 facturing, smart production, lightweight
© Alexander Koch
hygiene concept will ensure your safety. construction and sustainability. Our
research aims to build methodological
In the second half of the 20th century, expertise and focus on industry-relevant
polymers have developed excellently and issues. The general dissemination of the
gained a significant position among ma- results developed in this context takes
terials. At the beginning of this century, place in an ever-increasing number of
many experts referred to polymers as the peer-reviewed and conference publica-
“materials of the 21st century” due to their tions as well as international lectures.
lightweight potential and adjustable In teaching and training, we strive to
properties. The COVID-19 pandemic in continuously develop our Polymer Engi-
particular has drastically demonstrated neering and Science study program, to
to us all the indispensability of polymer develop joint study programs with uni-
materials. In our globalized society of versities in other countries, and to mo-
prosperity, knowledge, communication tivate students with great commitment
and industry, and in our medical tech- to polymer engineering through versatile
nology and health care, almost nothing programs and in-house activities. We are
would function without polymers. But proud of three more habilitations, two of
today, we also face enormous challenges them at the department and one from
due to globalization and climate change. outside. Chapter 3 provides more de-
Polymers are now branded as polluters, tails and highlights here. A brief over-
and in many countries the avoidance of view of our cooperation partners, inside
polymers is being propagated. It is un- and outside the university, is provided
doubtedly true that polymer science and in Chapter 4 and illustrates our excel-
technology, as well as the plastics indus- lent networking. We have prepared the
try, must take much more responsibility confirmation from our community in the
for the sustainable use of polymers. Re- form of awards and other recognitions in
usable polymeric products, material and chapter 5. The final chapter summarizes
chemical recycling, end-of-life scenarios the major events and other activities we
of polymeric products and circular econ- have organized to be in touch with our
omy must be the determining factors for community.
the use of polymers as a material of the
future. And almost the entire plastics The Department’s highly motivated
technology world is working intensively team has worked to compile the most
on this today. Also at the Montanuni- important and interesting information
versität Leoben and the Department of that will give you a good overview of
Polymer Engineering and Science, circu- the Department’s past two years. On
lar economy, the correct and economical behalf of all our employees, I wish you
use of materials and recycling have great an enjoyable read.
dominance.
Glück Auf!
Founded in 2010, the Department of Prof. Walter Friesenbichler
Polymer Engineering and Science com-
Vom Rohstoff bis zum fertigen Produkt
From raw material to final component
Seit mittlerweile mehr als 50 Jahren ist For more than 50 years now, the
die Kunststofftechnik Leoben inter- Department Polymer Engineering and
national anerkannter Forschungs- und Science has been an internationally rec-
Ausbildungspartner für Betriebe aus In- ognized research partner for companies
dustrie, Wirtschaft und für Hochschulen. from industry as well as universities.
Alles unter einem Dach All under one roof
Das Department für K unststofftechnik The Department of Polymer Engi-
und seine sechs Lehrstühle sind der neering and Science consists of six
universelle Ansprechpartner für kunst- chairs (professorships) which under-
stofftechnische Fragestellungen: Pro- take high-quality research in all fields
jekte jeder Größenordnung befassen of polymer science. Projects of all sizes
sich mit der Herstellung, Verarbeitung deal with the production, processing
und Anwendung von Kunststoffen, der and application of polymers, research
Erforschung ihrer physikalischen, che- into their physical, chemical and tech-
mischen und technologischen Eigen- nological properties, as well as recy-
schaften sowie mit Recycling und cling and end-of-life scenarios. The
End-of-life-Szenarien. Das Ziel ist die aim is to open up new areas of appli-
Erschließung neuer Anwendungsge- cation for plastics, to select or develop
biete für Kunststoffe, die Auswahl bzw. a polymer best suited to a particular
Entwicklung eines für eine bestimm- application, to technologically opti-
te Anwendung am besten geeigne- mize processing procedures, to design
ten Kunststoffs, technologische Opti- components to suit the material, and
mierungen der Verarbeitungsprozesse, to develop and optimize recycling and
die werkstoffgerechte Auslegung von reuse technologies.
Bauteilen sowie die Entwicklung und
Optimierung von Recycling- und Wie-
derverwertungs-Technologien. Excellent study program
In addition to research activities, the
Ausbildungspartner Department is also an important train-
ing center. The most important polymer
Neben Forschungstätigkeiten ist die technology specialist areas in the prod-
Kunststofftechnik Leoben auch ein wich- uct cycle are integrated into the study
tiges Ausbildungszentrum. Die wichtigs- program. The well-founded training, in
ten kunststofftechnischen Fachbereiche combination with the six-month com-
im Produktkreislauf sind in das Studium pulsory internship, optimally prepares
integriert. Die fundierte Ausbildung, in students for professional life.
Kombination mit dem sechsmonatigen
Pflichtpraktikum, bereitet die Studieren-
den optimal auf das Berufsleben vor.
Auf einen Blick | at a glance
Rund 100 Kunststofftechniker*innen
Moderner Maschinenpark & ausgezeichnete Infrastruktur auf über 6000 m2
Mehr als 260 schriftliche Veröffentlichungen in den vergangenen zwei Jahren
Kooperationen mit internationalen Unternehmen & Universitäten seit mehr als 50 Jahren
About 100 polymer technicians
Modern machinery and excellent infrastructure on over 6000 m2
More than 260 written publications in the past two years
Cooperations with international companies & universities for more than 50 years
KUNSTSTOFFTECHNIK LEOBEN
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POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE LEOBEN
KUNSTSTOFFTECHNIK LEOBEN | POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE LEOBEN
Chemie der Kunststoffe (KC)
Chemistry of Polymeric Materials
Additional employees (8.4 FTE) are em-
ployed from these third-party funds (as
of 10/2020). In addition, employees of
the PCCL who carry out their research
work at the institute make a decisive
contribution to its success.
A special highlight in October 2019 was
the H.F. Mark Medal to Prof. Wolfgang
Kern and his election as Austrian of the
Year in the category “research”. A great
success for Thomas Griesser was his ap-
pointment as university professor for the
subject “Light-reactive polymer systems”
in December 2020 (s. p. 81 and p. 66).
Der Lehrstuhl befasst sich mit den The- Polymere, lichtinduzierte Polymerisa-
men makromolekulare Chemie, physika- tion, optische Strukturen) The following topics are currently being
lische Chemie der Kunststoffe und mole- 3D-Druck mit biokompatiblen und dealt with
kulare Charakterisierung von Polymeren. lichtreaktiven Harzsystemen Photochemistry of polymers (synthesis
Weiters werden spezielle Forschungsge- Polymer-Composite und Nano-Compo- and photo structuring of UV-reactive
biete bearbeitet, darunter die Photoche- site (Herstellung und Charakterisierung) polymers, light-induced polymerization,
mie an Polymeren, die Oberflächen- und Oberflächenmodifizierung von Kunst- optical structures)
Grenzflächenchemie, sowie Reaktions- stoffen und Textilgeweben 3D printing with biocompatible and
harze und Monomere für die Stereolitho- Funktionalisierung von anorganischen light-reactive resin systems
grafie (3D- und 4D Druck). Die personelle Oberflächen (z. B. Metallen) und Parti- Polymer composites and nano-compos-
Grundausstattung des Lehrstuhls umfasst keln mit organischen Gruppen ites (preparation and characterization)
zwei Universitätsprofessoren (W. Kern, T. antiadhäsive Beschichtungen für For- Surface modification of polymers and
Griesser), einen außerordentlichen Uni- men und Werkzeuge textile fabrics
versitätsprofessor (N. Aust), einen Assis- Molekulare Charakterisierung von Poly- Functionalization of inorganic sur-
tenzprofessor (G. Rieß), zwei Universi- meren (z. B. Größenausschluss-Chroma- faces (e.g. metals) and particles with
tätsassistentinnen (Ch. Bandl, St. Müller) tographie, FTIR und NMR Spektroskopie) organic groups
sowie drei allgemeine Bedienstete. Eine Charakterisierung von Oberflächen Anti-adhesive coatings for molds and
weitere wesentliche Säule sind drittmit- (z. B. mit XPS-Spektroskopie) tools in polymer processing
telfinanzierte Forschungsprojekte und Erforschung neuer Materialsysteme für Molecular characterization of polymers
Untersuchungsaufträge aus der Industrie. die „gedruckte Elektronik“ (e.g. size exclusion chromatography,
Aus diesen Drittmitteln werden zusätz- FTIR and NMR spectroscopy)
liche Mitarbeiter (8,4 VZÄ) beschäftigt - Characterization of surfaces (e.g. with
(Stand 10/2020). Darüber hinaus tra- XPS spectroscopy)
gen Mitarbeiter des PCCL, die ihre For- Regarding education and science, the Investigation of novel materials for
schungsarbeit am Lehrstuhl ausführen, Institute is active in the fields of macro- printed electronics.
entscheidend zu seinem Erfolg bei. molecular chemistry, physical chemistry
of polymers, and molecular characteriza-
Ein besonderes Highlight war im Oktober tion of polymeric materials. Furthermore,
2019 die Verleihung der H.F. Mark Me- special research areas are worked on, Lehrstuhlleitung | Head
daille an Prof. Wolfgang Kern sowie seine including the photochemistry of poly-
Wahl zum Österreicher des Jahres in der mers, surface / interface chemistry, as
Kategorie „Forschung“. Ein großer Erfolg well as reactive resins and monomers for
für Thomas Griesser war seine Ernennung stereolithography (3D, 4D printing). The
zum Universitätsprofessor für das Fach basic staffing comprises two full profes-
„Lichtreaktive Polymersysteme“ im De- sors (W. Kern, T. Griesser), an associate
zember 2020 (s. S. 81 und S. 66). professor (N. Aust), an assistant profes-
sor (G. Rieß), two university assistants
Folgende Themen werden am Lehrstuhl (Ch. Bandl, St. Müller) and three general
behandelt: staff members. Third-party funded re- Univ.-Prof. Dr. Wolfgang Kern
Photochemie an Polymeren (Synthese search projects and research assignments wolfgang.kern@unileoben.ac.at
und Photostrukturierung UV-reaktiver from industry are another essential pillar. +43 3842 402 2350
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KUNSTSTOFFTECHNIK LEOBEN | POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE LEOBEN
Konstruieren in Kunst- und Verbundstoffen (KKV)
Designing Plastics and Composite Materials
Forschungsschwerpunkte
Der Lehrstuhl für Konstruieren in
Kunst- und Verbundstoffen beschäftigt
sich mit der Modellierung und Simu-
lation im Bereich der Werkstoff- und
Strukturmechanik speziell für Frage-
stellungen im Zusammenhang mit
Polymerwerkstoffen. Die Forschungs-
projekte spannen sich dabei von der
Modellierung der Mikrostruktur hetero-
gener Materialien über die Entwicklung
homogenisierter Materialmodelle für
das komplexe, nicht-lineare Verhalten
von Kunst- und Verbundwerkstoffen bis
zu großen Bauteilsimulationen.
dabei an ein Schülerinnen-Team des 28. Leoben-Conference on Polymer
Das übergeordnete Ziel ist dabei immer TGM in Wien für ihre Diplomarbeit zum Engineering & Science 2019, which
die Optimierung des Material- oder Thema Optimierung kompostierfähiger addressed all aspects of simulation in
Bauteilverhaltens für einen bestimmten Lebensmittelverpackungen. plastics technology and covered the
Zweck, wie z. B. bessere Steifigkeits-, entire range of possible applications,
Dämpfungs- oder Ermüdungseigen- - from material to process to compo-
schaften. Die Simulation ist dazu ein nent. Among others, distinguished
optimales Werkzeug, um die komplexen international speakers from such re-
Zusammenhänge zwischen Struktur Research Focus nowned institutions as NASA Langley
und Material im Detail zu untersuchen Research Center, Texas A&M Univer-
und zu verstehen. So können schluss- The Institute for Designing Plastics and sity, and Switzerland’s EMPA in Sankt
endlich bessere, langlebigere oder Composite Materials is generally con- Gallen could also be attracted.
leichtere Bauteile und Produkte am cerned with modeling and simulation
Computer entwickelt werden. in the field of solid and structural me- A special highlight, however, was the
chanics specifically for issues related to award ceremony for the first-ever
polymer materials. The research proj- POLYMER SCIENCE SCHOOL AWARD
Kolloquium 2019 & Schüler Award ects range from micro-structural mod- for the best pre-scientific work in
eling of heterogeneous materials to the the field of plastics engineering. First
Eines der wichtigsten Ereignisse in development of homogenized material place, endowed with 1.500,- EUR, was
den letzten beiden Jahren war das models for the complex, non-linear be- awarded to a team of students from
28. Leobener Kunststoff-Kolloquium havior of plastics and composites all the the TGM in Vienna for their diploma
2019, das sich mit allen Aspekten der way to large component simulations. thesis on the optimization of com-
Simulation in der Kunststofftechnik be- postable food packaging.
schäftigte und die gesamte Breite der The overall goal in all cases is to op-
Anwendungsmöglichkeiten, vom Mate- timize the material or component be-
rial über den Prozess bis zum Bauteil, havior for a specific purpose, such as
abdeckte. Unter anderem konnten auch better stiffness, damping or fatigue
hochkarätige Vortragende aus dem Aus- properties. Simulation is an optimal Lehrstuhlleitung | Head
land von so renommierten Institutionen tool to investigate and understand
wie dem NASA Langley Research Cen- the complex interactions between
ter, der Texas A&M University und der structure and material in detail. Based
schweizerischen EMPA Sankt Gallen ge- on this, it will be possible to develop
wonnen werden. better, more durable or lighter compo-
nents on the computer in the future.
Ein besonderes Highlight war jedoch
die erstmalige Verleihung des POLYMER
SCIENCE SCHOOL AWARD für die bes- Colloquium 2019 & Student Award
ten vorwissenschaftlichen Arbeiten Univ.-Prof. Dr. Clara Schuecker
im Bereich Kunststofftechnik. Der mit One of the most important events clara.schuecker@unileoben.ac.at
1.500,- EUR dotierte erste Platz ging in the last two years was the +43 3842 402 2501
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KUNSTSTOFFTECHNIK LEOBEN | POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE LEOBEN
Kunststoffverarbeitung (KV)
Polymer Processing
Systematic controlling of the
processes economic and sustain-
able production of optimal products
with minimum resources
Verification on the equipment in our
technical center
Transfer of the scientific findings to
industrial production
Numerous successful national and in-
ternational projects devoted to basic
as well as applied research generate a
broad base of knowledge in different
polymer processing techniques. The em-
phases are on:
Injection Molding: Integration of
sensor and actuator technologies in
Der Lehrstuhl für Kunststoffverarbei- Recycling: Maßgeschneiderte Rezyk- products and molds, quality manage-
tung beschäftigt sich seit über 50 Jah- late für technisch komplexe Anwen- ment, measuring of demolding forces
ren mit den vielfältigen Aspekten der dungen, Recycling von u. a. biobasier- Extrusion and Compounding: Foam-
Verarbeitung von Polymerwerkstoffen. ten Kunststoffen, LCA ing, control strategies for high quality
Das bestens ausgestattete Technikum Additive Herstellung (3D-Druck): products, tailor made compounds
mit modernen Maschinen und Anlagen Materialentwicklung: hoch gefüllte Recycling: Tailor-made recyclates for
ist international herausragend. Systeme mit Metall- oder Keramik- technically complex applications, re-
pulver, modifizierte Polyolefine, tech- cycling of (biobased) plastics, LCA
nische Thermoplaste; Verfahrensent- Additive Manufacturing (3D-printing):
Unsere Ziele: wicklung: Optimieren der Prozesse, Material development of highly filled
Charakterisierung der Haftung, Qua- systems with metal, ceramic powders,
Verständnis der Prozesse und Pro- litätskonzepte modified polyolefines, technical poly-
zessketten bei der Verarbeitung Stoffdatenbestimmung: Rheologi- mers. Process development, concepts
Entwickeln eines breiten naturwis- sche und thermodynamische Stoff- for high quality products, identification
senschaftlichen Verständnisses für daten für optimale Verarbeitungs- of economically applications
die Grundlagen der Verarbeitung bedingungen, Simulationen und Material Data Measurement: Rheo-
Modellierung und Simulation Schadensanalysen logical and thermodynamical data for
Gezielte Beeinflussung der Prozes- Simulation: Simulation im Spritz- optimization of processes, simulations
se ökonomische und nachhaltige guss, der Extrusion und der Additive and failure analysis
Herstellung von optimalen Produkten Fertigung; Einfluss von Stoffdaten Simulation: Simulation in injection
mit minimalem Ressourceneinsatz auf Simulationsergebnisse molding, extrusion, additive manufac-
Verifizieren an unseren State-of-the- turing; influence of material data on
Art-Anlagen im Technikum - simulation results
Übertragen der wissenschaftlichen
Erkenntnisse in die industrielle The Institute of Polymer Processing has
Produktion been dealing with the diverse aspects
of plastics processing for over 50 years.
Lehrstuhlleitung | Head
Unsere Erfahrung und spezielles Know- The well-equipped technical center
How haben wir vor allem in den folgen- with modern machines and equipment
den Gebieten der Kunststoffverarbei- is internationally outstanding.
tung aufgebaut:
Spritzgießen: Integration von Senso- Our goals:
rik und Aktorik in SG-Teile und Werk-
zeuge, Qualitätskonzepte für das SG, Understanding of the processes and
Entformungsverhalten process chains
Extrudieren und Compoundieren: Development of a broad scientific Univ.-Prof. Dr. Clemens Holzer
Schäumen, Qualitäts-Regelkonzepte, understanding of the process basics clemens.holzer@unileoben.ac.at
Entwicklung neuer Compounds Modeling and simulation +43 3842 402 3501
10KUNSTSTOFFTECHNIK LEOBEN | POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE LEOBEN
Spritzgießen von Kunststoffen (SGK)
Injection Molding of Polymers
Wir am Lehrstuhl für Spritzgießen von
Kunststoffen sehen unsere Aufgabe
darin, diese Technologie hinsichtlich
Simulation, Prozessführung und pro-
dukt-adaptiver Regelung (Industrie
4.0), Wirtschaftlichkeit und neuer Ver-
fahren weiterzuentwickeln. Internati-
onal anerkannte Kompetenz haben wir
in den Bereichen Kautschukspritzgie-
ßen, integrative Simulation und Mate-
rialdatenmessung mit Fokus auf Visko-
sitätsmessungen von Kautschuk- und
hochgefüllten Kunststoffcompounds
auf Spritzgießmaschinen, dem Ver-
schleiß von Kunststoff-Formenstählen
© Foto Jörgler
sowie der viskoelastischen Modellie-
rung von Schmelzeströmungen inklu-
sive der hierbei notwendigen Adaptie- Herstellung von Thermoplastbautei- Our main research topics are:
rung der Viskositätsmodelle für höher len aus Regeneraten
gefüllte Polymere. Dieses Arbeitsgebiet Oberflächenstrukturen und Erschei- Applied rheometry on IM machines
wird durch die fortschreitende Digi- nungsbild von Spritzgießteilen (in for thermoplastics and rubbers
talisierung im Hinblick auf genauere Kooperation mit dem PCCL) IM simulation for thermoplastics and
Simulationsvorhersagen stark an Be- Verschleiß an Kunststoff-Formstählen elastomers
deutung gewinnen. Viscoelastic material models and
- simulation of polymer melt flows
In der Lehre wollen wir den Studierenden Process optimization and robust
neben dem spritzgießtechnischen Fach- We at the Institute of Injection Mold- process control for elastomers and
wissen vernetztes Denken und Problem- ing of Polymers see our task in fur- thermoplastics with special focus
lösungskompetenz vermitteln. In der ther developing this technology with on machine learning methods and
Forschung ist für uns die Zusammen- regard to simulation, process control AI-based control of part quality (in
arbeit mit der Kunststoffindustrie und and product-adaptive control (Indus- coop. w. the PCCL)
-wirtschaft von zentraler Bedeutung. try 4.0), economic efficiency and new Rubber IM (in coop. w. the PCCL)
processes. We have internationally Variothermal IM for thermoplastics
recognized expertise in the areas of and elastomers
Schwerpunkte: rubber injection molding (IM), inte- IM compounding as an energy-effi-
grative simulation and material data cient process for the production of
Angewandte Rheometrie auf measurement with a special focus on thermoplastic components from re-
Maschinen für Thermoplaste und viscosity measurement of rubber and claimed materials
Kautschuke highly filled plastic compounds on Characterization of surface topogra-
Spritzgusssimulation für Thermo- injection molding machines, the wear phy and visual appearance of parts
plaste und Elastomere on plastic mold steels as well as vis- (in coop. w. the PCCL)
Viskoelastische Materialmodelle und coelastic modeling of melt flows in- Wear on plastic mold steels
Strömungs-Simulation von Polymer- cluding the adaptation of viscoelastic
schmelzen models for highly filled polymers. This
Prozessoptimierung und robuste field of work will become increasingly Lehrstuhlleitung | Head
Prozessführung für Elastomere und important due to the advancing dig-
Thermoplaste mit besonderem Fokus italization with regard to more accu-
auf Machine Learning Methoden und rate simulation predictions.
KI-basierte Regelung der Bauteilqua-
lität (in Kooperation mit dem PCCL) In academic and post-graduate edu-
Kautschukspritzgießen (in Koopera- cation, we want to impart networked
tion mit dem PCCL) thinking and problem-solving skills to
Variothermes Spritzgießen für Ther- students in addition to injection mold- © Foto Jörgler
moplaste und Elastomere ing expertise. In research, cooperation
Spritzgießcompoundieren als with the plastics industry and econo- Univ.-Prof. Dr. Walter Friesenbichler
energieeffizientes Verfahren für die my is of central importance to us. walter.friesenbichler@unileoben.ac.at
+43 3842 402 2901
11KUNSTSTOFFTECHNIK LEOBEN | POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE LEOBEN
Verarbeitung von Verbundwerkstoffen (VV)
Processing of Composites
different thematic areas. Lightweight
solutions in the whole range from the
mobility to the health sector and tech-
nologies to ensure save energy supply
do represent examples of very different
application areas. At the same time
material development based on renew-
able resources and focusing sustain-
ability are required. The research group
is elaborating research topics starting
with a good understanding about the
material and resulting in optimized
manufacturing processes.
In 2019 and 2020 established research
topics (placement and infiltration pro-
cesses) were pursued continuously. Ro-
bot based winding and thermoforming
started as new topics. Cooperative proj-
ects are building the bridge, enabling
research work on application related
topics together with industry on the one
© Foto Freisinger hand side and elaborating fundamental
scientific results on the other hand side.
Im Oktober 2010 nahm der Lehrstuhl Fragestellung zu bearbeiten und gleich- Research results elaborated contributed
seine Arbeit auf. Mittlerweile zehn zeitig wissenschaftliche Tiefe zu errei- in teaching and students do have pos-
Jahre lieferten wertvolle Beiträge im chen. Ergebnisse aus den Themenstel- sibility to be involved in projects and
Bereich Forschung und Entwicklung in lungen fließen in die Lehre mit ein und improve their practical experience. Four
verschiedenen Themenblöcken und tra- den Studierenden wird ergänzend die funded projects have been finished suc-
gen damit zur Stärkung der industriel- Gelegenheit geboten, praktische Erfah- cessfully, including the Christian Doppler
len Wettbewerbsfähigkeit in Ö sterreich rungen durch Mitarbeit in den Projekten Laboratory for Highly Efficient Com-
bei. Leichtbaulösungen in der ganzen zu sammeln. Es wurden vier geförderte posites Processing (CD-Lab, s. p. 41),
Breite vom Mobilitäts- bis hin zum Ge- Vorhaben erfolgreich abgeschlossen, da- which ended regularly after a duration
sundheitsbereich und Technologien für runter auch das Christian Doppler Labor of seven years. Already in 2019, a new
die sichere Energieversorgung stellen für Hocheffiziente Composite Verarbei- project started and a further 3-years
Beispiele für die sehr unterschiedlichen tung (CD-Labor, s. S. 41) nach Ablauf project received approval at the end of
Anwendungsbereiche dar. Gleichzeitig der regulären siebenjährigen Laufzeit. 2020. Due to termination of the CD-Lab,
ist die Umsetzung von Materialent- Bereits 2019 wurde ein neues Projekt staff decreased slightly. In total 20 Per-
wicklungen auf Basis nachwachsender gestartet. Ein weiteres Projekt mit drei- sons (14.2 FTE) represent the consolidat-
Rohstoffe mit starker Fokussierung auf jähriger Laufzeit wurde Ende 2020 be- ed staff of the group.
Fragestellungen zur Nachhaltigkeit willigt. Aufgrund des auslaufenden CD-
notwendig. Der Lehrstuhl bearbeitet Labor war der Personalbestand leicht
Forschungsthemen beginnend mit ei- rückläufig. Mit insgesamt 20 Personen
nem guten Verständnis für das Material (14,2 VZÄ; Stand Dezember 2020), wur-
Lehrstuhlleitung | Head
und zielführend hin zu optimierten Ver- de ein konsolidiertes Niveau am Lehr-
arbeitungsprozessen. stuhl erreicht.
In den Jahren 2019 und 2020 wurden -
etablierte Arbeitsthemen (Legetechnik
und Infiltrationsverfahren) kontinuierlich October 2010 the Institute of Process-
fortgeführt. Mit der robotergestützten ing of Composites started to work. In
Wickeltechnik und dem Thermoformen the meantime, ten years delivered
sind weitere dazu gekommen. Koope- valuable contributions in the field of
rative Verbundvorhaben dienen dabei research and development and con- Univ.-Prof. Dr. Ralf Schledjewski
als Brücke, um in Zusammenarbeit mit tributed in strengthening of industrial ralf.schledjewski@unileoben.ac.at
Industriepartnern anwendungsrelevante competitiveness in Austria in various +43 3842 402 2700
12KUNSTSTOFFTECHNIK LEOBEN | POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE LEOBEN
Werkstoffkunde und Prüfung der Kunststoffe (WPK)
Materials Science and Testing of Polymers
Forschung & Lehre
Die Mission und Vision des Lehrstuhls
für Werkstoffkunde und Prüfung der
Kunststoffe ist es, Studierende auf
hohem akademischen Niveau im Be-
reich der Polymer-Physik und -Prüfung
auszubilden. Darüber hinaus ist unsere
Forschungsarbeit auf dem Gebiet der
Physik, Materialwissenschaften, Prü-
fung und Anwendung von Kunststoffen
international anerkannt. Wir entwi-
ckeln und optimieren innovative Ma-
terialien, Bauteile und Prüfmethoden,
um dadurch einen Beitrag zu techno-
logischem Fortschritt und nachhaltiger
Entwicklung zu leisten. Dazu kooperie-
ren wir mit zahlreichen Partnern aus
Wissenschaft und Industrie aus der Polymere und Composite für den 3D- Innovative polymers for sustainable
ganzen Welt und gehören zu den welt- Druck, in der Medizintechnik und energy production and storage
weit führenden Forschungsgruppen Biomimetik Green engineering with polymeric
auf dem Gebiet des Verformungs- und materials
Versagensverhaltens von Polymeren - Green composites based on natural
und Verbundwerkstoffen unter kom- fibers and biogenic resin systems
plexer Belastung. Research & Study Waste prevention, end-of-life sce-
narios and recycling technology
The mission and vision of the Institute
SMART & RELIABLE of Materials Science and Testing of The research in the field of RELIABLE
Polymers is to train students at a high - Reliability of polymers under mechan-
Auf zwei Schwerpunktthemen fokussie- academic level in the field of polymer ical and environmental loads - is devot-
ren wir uns: SMART und RELIABLE. physics and testing. In addition, our re- ed to the following topics:
search work in the field of physics, ma- Polymers and Composites under com-
Das Forschungsfeld SMART - Sustaina- terials science, testing and application plex multiaxial mechanical and envi-
ble Materials and Recycling Technolo- of polymers is internationally recog- ronmental loads
gies - widmet sich folgenden Themen: nized. We develop and optimize inno- Application of fracture mechanics in
Innovative Polymere für die Herstel- vative materials, components and test materials science and design
lung und Speicherung von Energie methods, thereby contributing to tech- Polymers and Composites for struc-
Nachhaltige Technologien mit poly- nological progress and sustainable de- tural and long term applications
meren Materialien velopment. We cooperate with numer- Polymers and Composites for addi-
Nachhaltige Composite aus Naturfa- ous partners from science and industry tive manufacturing and in medicine
sern und biogenen Harzsystemen from all over the world and belong to and bionic.
Abfallvermeidung, End-of-life-Sze- the world wide leading research groups
narien und Recycling-Technologien in the field of deformation and failure
behavior of polymers and composites
Die Forschung im Bereich RELIABLE - under complex loading. Lehrstuhlleitung | Head
Reliability of polymers under mecha-
nical and environmental loads - ver-
schreibt sich folgenden Schwerpunkten: SMART & RELIABLE
Polymere und Composite unter kom-
plexen multiaxialen mechanischen We focus on two main topics: SMART
und umgebungsbedingten Lasten and RELIABLE.
Anwendung von bruchmechanischen
Prinzipien in der Auslegung von Bau- The research in the field of SMART -
teilen Sustainable Materials and Recycling
Polymere und Composite für struktu- Technologies - is devoted to the Univ.-Prof. Dr. Gerald Pinter
relle Langzeitanwendungen following topics: gerald.pinter@unileoben.ac.at
+43 3842 402 2101
13KUNSTSTOFFTECHNIK LEOBEN | POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE LEOBEN
Fachkompetenz entlang des Material- & Produktkreislaufs
Expertise along the material & product cycle
Getreu dem Leitbild „vom Rohstoff bis zum fertigen Produkt“ stellt Kunststofftechnik Leoben renommierte Fachkompetenz
unter einem Dach bereit. Dienstleistungen werden in allen Forschungsbereichen der Polymerwissenschaften angeboten: von
der Chemie der Kunststoffe über die Werkstoffphysik und Werkstoffprüfung, das Konstruieren in Kunststoffen und die Kunst-
stoffverarbeitung bis zum praktischen Einsatz von Kunststoffbauteilen und dem Recycling.
Materialdaten poundieren, Kautschukspritzgießen Nachhaltigkeitsmanagement
und Exjection
Stoffdatenbestimmung: Thermoplas- Prozessanalysen
te, Elastomere, WPC und PIM-Feed- Ökobilanzen
stocks für die Prozesssimulation Prüfung und Analyse
Umfassende Kooperationsmöglichkeiten
Charakterisierung und Identifizie- (z. B. Antragserstellung für Fördergelder)
Prozesse und Simulation rung von Polymeren sowie Beratungs- bzw. Schulungsange-
Morphologie- und Strukturanalyse bote ergänzen unsere Leistungspalette.
Systematische Bauteilauslegung Mechanische und physikalische
Prozessentwicklung Werkstoffprüfung -
Prozesssimulation und integrative Oberflächenanalytik
Simulation bis hin zur Lebensdauer- Bauteilprüfung und Schadensanalyse
abschätzung Materialauswahl und Materialent-
Spezielle Verarbeitungsverfahren wie wicklung
Additive Fertigung, Spritzgießcom-
14KUNSTSTOFFTECHNIK LEOBEN | POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE LEOBEN
Our research focus is on the development and selection of suitable polymeric materials for new applications, the design and
construction of plastic components and composites, the development, optimization and application of suitable processing
technologies, chemical analyses, physical, mechanical and other technical examinations, the testing of application properties,
the determination of quality criteria, production and planning tasks and feasibility studies.
Material data Testing and Analysis Sustainability
Material data for simulation, ther- Polymer testing and identification Process analysis
moplastics, rubbers and elastomers, Morphological and structural analysis Life cycle assessment
WPC and PIM-Feedstocks Mechanical and physical material
testing Various options of cooperation as well
Surface analysis as consultancy and training offerings
Processes and Simulation Component testing and failure complete the range of services.
analysis
Component design Material selection and material
Process development development
Process simulation and integrative
simulation up to lifetime estimation
Special processing methods such as
additive manufacturing, injection
molding compounding, rubber injec-
tion molding and exjection
15Forschung an der Kunststofftechnik Leoben
Research at the Department of Polymer Engineering and Science Leoben
Polymere und polymerbasierte Verbund- Intelligente Produktion, Leichtbau innovations through the transfer of the
werkstoffe sind perfekte Materialien, um und Nachhaltigkeit. Und genau diese latest research results from science to
sich gesellschaftlichen Herausforderun- Schwerpunksetztung spiegelt sich auch industry is an important goal. The aim
gen in allen Bereichen zu stellen, z. B. Ge- in den Beiträgen auf den folgenden Sei- is always to combine fundamental re-
sundheit, Lebensmittelsicherheit, saube- ten wieder: sie bieten einen Einblick in search with application-oriented un-
re Energie, Verkehr usw., und das entlang die breit aufgestellte Forschungstätig- derstanding.
des gesamten Material- & Produktkreis- keit der letzten beiden Jahre; in zahlrei-
laufs. Das Department für Kunststoff- chen Einzelprojekten wurden zentrale The operational implementation of the
technik fokussiert sich daher auch in Fragestellungen bearbeitet und innova- topics is mostly done in funded projects,
seiner Forschungstätigkeit gezielt darauf, tive Lösungsansätze generiert. using different national or international
Lösungen für diese Herausforderungen - (EU) funding instruments. In the field of
zu finden und damit auch die Industrie pre-competitive, cooperative research
zu unterstützen. Ein Großteil der in die- with companies, the department is
sem Bereich tätigen Industrie sind KMUs, significantly involved as a scientific
und die Stimulierung von Innovatio- partner in the research program of
nen durch den Transfer neuester the Polymer Competence Center
Forschungsergebnisse von der Leoben GmbH. In addition,
Wissenschaft in die Indus- two Christian Doppler Lab-
trie ist ein wichtiges Ziel. Elastomers oratories on the topics of
Dabei versuchen wir "Functional and Poly-
immer auch grund- mer Based Inkjet Inks"
legende Forschung (Head: Univ.-Prof.
mit anwendungs- Dr. Thomas Griess-
bezogenem Ver- er) and "Highly
ständnis zu ver- Sustainability
Additive Efficient Compos-
knüpfen. Manufacturing ite Processing"
(Head: Univ.-
Die operative Research Prof. Dr. Ralf
Umsetzung der Objectives Schledjewski)
Themen erfolgt strengthen the
größtenteils research profile
in geförderten of plastics engi-
Projekten, wo- neering in Leoben.
bei unterschied-
liche nationale oder Smart Lightweight Dem Leitprinzip der
internationale (EU) Production components Montanuniversität fol-
gend, wird am Department
Förderinstrumentarien für Kunststofftechnik in
genutzt werden. Auf dem fünf Schwerpunkt-Bereichen
Gebiet der vorwettbewerb- geforscht. -
Following the guiding principle of
lichen, kooperativen Forschung the Montanuniversität, the Depart-
mit Unternehmen ist das Depart- ment of Polymer Engineering & Science
conducts research in five main areas.
ment als wissenschaftlicher Partner
maßgeblich am Forschungsprogramm
der Polymer Competence Center Leoben
GmbH beteiligt. Zudem stärken das For- Polymers and polymer-based compos- Thematically, the research focuses on
schungsprofil der Kunststofftechnik in ites are perfect materials to address so- five main areas: elastomers, additive
Leoben zwei Christian Doppler Labore zu cietal challenges in all areas, e.g. health, manufacturing, smart production,
den Themen „Funktionelle Druckertinten food safety, clean energy, transport, etc. lightweight construction and sustain-
auf Polymerbasis“ (Leiter: Univ.-Prof. Dr. and along the entire material & product ability. And it is precisely this focus that
Thomas Griesser) und „Hocheffiziente cycle. The Department of Polymer Engi- is reflected in the articles on the follow-
Composite Verarbeitung“ (Leiter: Univ.- neering and Science therefore also fo- ing pages: they offer an insight into the
Prof. Dr. Ralf Schledjewski). cuses its research activities on finding broadly based research activities of the
targeted solutions to these challenges last two years; in numerous individual
Thematisch werden am ZKT fünf and thus also supporting industry. A projects, central questions were ad-
Forschungsschwerpunkte bearbei- large part of the industry active in this dressed and innovative approaches to
tet: Elastomere, Additive Fertigung, field are SMEs and the stimulation of solutions were generated. 2
FORSCHUNG & PROJEKTE
RESEARCH & PROJECTSFORSCHUNG & PROJEKTE | RESEARCH & PROJECTS
Forschungsschwerpunkt ELASTOMERE
Research objective ELASTOMERS
Das stark interdisziplinäre Forschungs- gungsverfahren sind diese Werkstoffe demanding environments and complex
feld Elastomertechnologie blickt in Wegbereiter für maßgeschneiderte loads. Failure mechanisms of elasto-
Leoben auf eine langjährige Erfolgs- aktive Komponenten in Soft Robotik-, mers and elastomer composites are
geschichte zurück und befasst sich in Biomedizin-, Sensorik- und (Mikro) studied under operational conditions,
zukunftsweisenden Forschungsarbei- Elektronik-Anwendungen. which are crucial for the development
ten mit der Simulation, der Material- of the next generation of “fail-safe”
entwicklung, der Verarbeitung sowie Die Forschung im Bereich Elastomer- conveyor belts, seals or hoses.
der Charakterisierung von elastomeren verarbeitung beschäftigt sich mit der
Werkstoffen. Prozesssimulation (u. a. Vorhersage der In the field of elastomer chemistry,
Bauteilqualität) sowie der Entwicklung elastomers with high electrical con-
Das Hauptaugenmerk der Forschungs- neuer Konzepte für fehlerfreie Pro- ductivity are developed, which retain
schwerpunkte im Bereich Simulation duktionsprozesse. Um Verarbeitungs- their electrical properties even under
und Charakterisierung von Elasto- prozesse für das digitale Zeitalter aus- high elongations. Moreover, adaptive
meren liegt auf der Vorhersage der zurüsten werden Regelungssysteme elastomers are synthetized, which
Zuverlässigkeit und der Lebensdauer entwickelt, die in der Lage sind sich change their material characteris-
elastomerer Werkstoffe unter an- an Änderungen im Prozess und der tics in response to external stimuli. In
spruchsvollen Umgebungsbedingun- Kautschukmischung anzupassen. Die- combination with additive manufac-
gen und komplexen Lastzuständen. Die se Arbeiten werden durch verbesserte turing techniques, these new materials
Versagensmechanismen von Elastome- Simulationsmodelle unterstützt, die are interesting candidates for the fab-
ren und Elastomerkompositen werden durch die Einbeziehung viskoelasti- rication of customized soft actuators,
unter anwendungsnahen Bedingungen scher Materialdaten die Dosier- und soft robotics, sensors, biomedical or
im Detail untersucht, um wesentliche die Einspritzphase mit einer höheren (micro)electronic devices.
Grundlagen für die Entwicklung von Genauigkeit beschreiben.
„ausfallsicheren“ Fördergurten, Dich- Elastomer processing is dedicated to
tungen oder Schläuchen zu erarbeiten. - process simulation (e.g. prediction of
part quality) and strategies towards
Im Bereich Elastomerchemie werden The highly interdisciplinary research top- zero-failure processing. To prepare
Elastomere mit hoher elektrischer ic elastomer technology is a long-stand- elastomer processing for the digital
Leitfähigkeit entwickelt, die ihre elek- ing success story in Leoben and focuses age, a machine control system is de-
trischen Eigenschaften auch in einem on forward-looking research activities veloped, which is able to adapt to the
stark gedehnten Zustand beibehal- on the simulation, material develop- respective conditions of the process
ten. Darüber hinaus werden adaptive ment, processing and characterization and the rubber compound. These de-
Elastomere synthetisiert, die ihre che- of elastomeric materials. velopments are supported by improved
mische Struktur und Materialeigen- simulation models, which integrate
schaften an Umgebungsbedingungen Research on simulation and charac- material data on viscoelastic proper-
anpassen können. In Kombination mit terization of elastomers is devoted ties and thus, describe dosing and in-
der Designfreiheit von additiven Ferti- to the reliability of elastomers under jection phase with higher accuracy.
Elastomers
18FORSCHUNG & PROJEKTE | RESEARCH & PROJECTS
Mechanisches Verhalten von Fördergurten im Einsatz
Structural response of conveyor belts in use
Fördergurte können Schüttgut über wei-
te Strecken transportieren und ertragen
dabei große Lasten, weshalb Stahlseile
zur Verstärkung eingesetzt werden. Die
teils über einige Kilometer gehenden
Gurte werden aus kürzeren Gurtab-
schnitten vor Ort zusammengesetzt und
endlos verbunden. An den Verbindungs-
stellen werden die Stahlseile der beiden
Gurtsegmente nach einem Legeschema
zusammengelegt. In diesen Verbindungs-
stellen gibt es keine durchgehenden
Stahlseile, weshalb auftretende Längs-
kräfte über den Gummi übertragen wer-
den. Deshalb stellen diese Verbindungen
(mit einer Festigkeit von rund 50 % des
restlichen Gurts) die Schwachstelle eines
Fördergurtes dar. Die Verbindungsfestig-
keit wird auf einem Prüfstand ermittelt,
bei dem der Gurt mit einer Gurtverbin-
dung über zwei Trommeln läuft und da-
bei zyklisch auf Zug belastet wird.
Ein numerisches Modell dieses Gurt-
prüfstandes mit entsprechendem De- by steel cables. The conveyor belts, some belt test rig uses the full geometric
tailgrad stellt einen sehr großen Mo- of which extend over several kilometers, buildup of the belt including the laying
dellierungs- und Rechenaufwand dar. are assembled on site from shorter belt scheme. The model has been extend-
Einmal entwickelt, können jedoch die sections. For the splice, the steel ca- ed to a run of the belt on the test rig.
Informationen aus einem solchen Mo- bles of the two belt segments are laid The computation time of such a com-
dell das technische Verständnis von together according to a laying scheme. plex model is 10 days (computed on
Fördergurten steigern und Impulse für There are no continuous steel cables in 56 cores). The results show a changed
Verbesserungen geben. these splices, so any longitudinal forc- loading situation in the bend area and
es are transmitted through the rubber. will subsequently be used to investi-
In diesem durch die FFG geförderten For this reason, these splices (with a gate the failure with local models in
BRIDGE-Projekt mit Semperit Technische strength of around 50 % of the rest of more detail.
Produkte GmbH als Projektpartner wurde the belt) represent the weak point of the
ein solches Finite Elemente Modell eines conveyor belt. The splice strength is de-
Gurtprüfstands entwickelt, bei dem der termined on a test rig in which the belt Auf einen Blick
geometrische Aufbau des Gurtes samt runs over two drums and is subjected to
Verbindungsstelle komplett modelliert cyclic tensile loading. Förderung: FFG BRIDGE
wurde. Das Modell konnte auf einen Projektpartner: Semperit
Umlauf des Gurtes auf dem Prüfstand A numerical model of this belt test rig Technische Produkte GmbH
erweitert werden. Die Rechenzeit eines with the appropriate level of detail rep-
solch aufwendigen Modells beträgt zehn resents a very large modeling and com- Ansprechpartner
Tage (auf 56 Kernen gerechnet). Die Er- putational effort. Once developed, how-
gebnisse zeigen eine höhere und teil- ever, the information from such a model
weise veränderte Belastungssituation im can increase the technical understand-
gekrümmten Bereich und werden in Fol- ing of conveyor belts and provide ideas
ge dazu eingesetzt, das Versagen mit lo- for improvements.
kalen Modellen genauer zu untersuchen.
In this BRIDGE project, which is fund-
- ed by the Austrian Research Promotion
Agency (FFG) with Semperit Technische
Conveyor belts can transport bulk mate- Produkte GmbH as project partner, Siegfried Frankl, M.Eng.
rials over long distances and bear heavy such a finite element model has been siegfried.frankl@unileoben.ac.at
loads, which is why they are reinforced developed. The model of the c onveyor +43 3842 402 2505
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