Kunststoffbauteile mit längerer Lebenszeit

Mikrokapseln ermöglichen selbstschmierende Kunststoffe

(PresseBox) - 23 Prozent des weltweiten Energieverbrauchs können auf Reibungsverluste zurückgeführt werden. Bauteile mit reduzierter Reibung stellen daher einen wichtigen Beitrag dar, um Ressourcen zu schonen und Klimaschutzziele zu erreichen. Bei Kunststoffen kann geringere Reibung auch Mikroplastik in der Umwelt reduzieren. Mit der Entwicklung schmierstoffgefüllter Mikrokapseln für Kunststoffe unterstützen das Potsdamer Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP und das Kunststoff-Zentrum SKZ in Würzburg diese Ziele. Ihre selbstschmierenden Kunststoffe erzielen bis zu 85 Prozent weniger Verschleiß. Seit März 2021 wird das erfolgreiche Forschungsvorhaben für zwei Jahre fortgeführt.

Ob bei Schiebetüren, Laminat, Zahnrädern aus Kunststoff oder anderen beweglichen Bauteilen ? es gibt eine Vielzahl von Anwendungen, bei denen Materialien Reibung ausgesetzt sind. Kunststoffhersteller integrieren daher manchmal feste Schmierstoffe in Kunststoffe, um den Verschleiß von Bauteilen zu verringern. Jedoch gibt es nur eine relativ geringe Anzahl an festen Schmierstoffen, die für die Kunststoffverarbeitung geeignet sind. Bei flüssigen Schmierstoffen gibt es hingegen eine deutlich größere Bandbreite, teilweise mit höherer Effektivität. In einer Kooperation ist es den beiden Forschungseinrichtungen gelungen, flüssige Schmierstoffe so zu verkapseln, dass sie als Funktionsstoffe in Polymere eingebracht werden und später im Bauteil alle Vorteile einer Flüssig-Schmierwirkung entfalten können.

85 Prozent weniger Verschleiß

»Wir haben es geschafft, mit flüssigem Schmierstoff gefüllte Mikrokapseln des Fraunhofer IAP über einen Doppelschneckenextruder in Thermoplaste einzuarbeiten. Die Herausforderung dabei war, dass die Wände der Kapseln bei der Verarbeitung hohe Temperaturen überstehen müssen, ohne sich zu öffnen. Erst wenn bei dem späteren Bauteil Reibung entsteht, dürfen die Kapseln aufbrechen und den Schmierstoff freisetzen. Das Bauteil schmiert sich dann sozusagen selber«, erklärt Moritz Grünewald, Forscher in der Gruppe Materialentwicklung am Kunststoff-Zentrum SKZ. »Unsere Reib- und Verschleißuntersuchungen zeigten an Kunststoff-Stahl-Paarungen einen Rückgang des Verschleißes von bis zu 85 Prozent. Bauteile halten somit deutlich länger und erzeugen weniger Mikroplastik.«



Aufbauend auf diesen Ergebnissen wird das Materialsystem für mögliche Anwendungen weiter optimiert. Der Fokus der Entwicklung liegt nun auf verbesserten mechanischen und thermischen Eigenschaften der selbstschmierenden Kunststoffe.

Verstärkung selbstschmierender Kunststoffe

Durch den zusätzlichen Einsatz von Verstärkungsstoffen wie Fasern, sollen die selbstschmierenden Kunststoffe mechanisch belastbarer werden. Im Rahmen des Forschungsvorhabens untersuchen die Forscherinnen und Forscher, welcher Fasertyp sich dazu am besten eignet und wie die Mikrokapseln optimal an die Kunststoffmatrix angebunden werden können. Außerdem sollen die Kapseln auch in höher schmelzende Kunststoffe eingebracht werden, um die technischen Einsatzmöglichkeiten weiter zu steigern. Dazu werden in enger Zusammenarbeit der Projektpartner noch stabilere Kapselwandmaterialien entwickelt. »Die Herausforderung besteht vor allem darin, dass die Kapseln erst beim Reibkontakt in der finalen Anwendung aufbrechen dürfen. Bringen wir aber zusätzlich Fasern ein und erhöhen die Temperaturen, steigen die Belastungen auf die Kapseln schon während des Mischprozesses«, so Dr. Alexandra Latnikova, Spezialistin für Mikroverkapselung am Fraunhofer IAP. Ihr Team am Fraunhofer IAP entwickelt die Kapselsysteme.

Großes Interesse der Kunststoffindustrie

Zahlreiche Anfragen aus der Industrie verdeutlichen den Bedarf an neuartigen Kunststoffen, die mit optimierten Reib- und Verschleißeigenschaften ausgestattet sind. Die Mikroverkapselungstechnologie hat dabei große Vorteile für die Firmen: die große Bandbreite an flüssigen und hochentwickelten Schmierstoffen können nun als sich selbst freisetzende, interne Schmiermittel genutzt werden. Begleitet wird das Projekt von einem Ausschuss, in dem Firmen aus allen Bereichen der Kunststoffindustrie, Schmierstoffhersteller und Mikroverkapseler vertreten sind. Das Projekt ist für weitere Partner offen.

Das Projekt »Tribologisch wirksame Pseudofeststoffe für mechanisch und thermisch hoch belastete Thermoplastbauteile« 21707 BG der Fördergemeinschaft für das Süddeutsche Kunststoff-Zentrum e.V. FSKZ wird über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung IGF vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert.

Das Fraunhofer IAP macht Materialien fit für die Zukunft. Kreative Lösungen sind der Schlüssel, um die Herausforderungen der Gegenwart und der Zukunft zu meistern ? ob Klimawandel, Pandemien, Energiewende, Strukturwandel oder neue Mobilitätskonzepte.

Am Fraunhofer IAP stellen wir uns dieser Aufgabe mit innovativen Materialien, Prozessen und Technologien. Wir adressieren die gesamte Wertschöpfungskette ? von der Idee bis zum Prototypen nach Maß.

Das SKZ ist Mitglied der Zuse-Gemeinschaft. Diese ist ein Verbund unabhängiger, industrienaher Forschungseinrichtungen, die das Ziel verfolgen, die Leistungs- und Wettbewerbsfähigkeit der Industrie, insbesondere des Mittelstandes, durch Innovation und Vernetzung zu verbessern.

Weitere Infos zu dieser Pressemeldung:
Unternehmensinformation / Kurzprofil:
Bereitgestellt von Benutzer: PresseBox
Datum: 04.05.2021 - 12:17 Uhr
Sprache: Deutsch
News-ID 1898376
Anzahl Zeichen: 5583

Kontakt-Informationen:
Stadt:

Würzburg / Potsdam

Kategorie:

Industrie

Diese Pressemitteilung wurde bisher 228 mal aufgerufen.

Neue Validierungsmethode für lasergesinterte PP-Bauteile ...
Das Forschungsprojekt RaPPoD soll durch die Entwicklung eines geeigneten PP-Pulvers und das Lasersintern von Monolayern zur Validierung bisher nicht demonstrierte Bauteileigenschaften für lasergesinterte PP-Teile ermöglichen. Mit dem Projekt RaPPoD – Rapid PBF Polymer Development startet eine zu

Was das Auge nicht sieht, misst das SKZ! ...
Im Rahmen einer zeitgemäßen Qualitätssicherung von Kunststoffprodukten stellen Geometriemessungen einen wichtigen Baustein dar. Die Inline-Messung der Schichtdicke von Rohren oder die Analyse von mehrschichtigen Verbundsystemen ermöglicht die Überprüfung und gegebenenfalls Korrektur von Maßha

Wichtiger Schritt für die Energiewende ...
Brennstoffzellen gelten als Schlüsseltechnologie für die Energiewende. Sie stellen jedoch hohe Anforderungen an die eingesetzten Materialien, und ihre Massenfertigung ist bislang eine große Herausforderung. Am Kunststoff-Zentrum SKZ konnten hierzu kürzlich wichtige Fortschritte erzielt werden. B

Weitere Mitteilungen von FSKZ e. V.

Deutschlands Mittelstand fordert mehr wirtschaftliche Realität und weniger politische Theorie ...
Delligsen, 21.04.2026. Die Bornemann Gewindetechnik GmbH & Co. KG begrüßte am Dienstag, den 21.04.2026, den Wirtschaftsrat der CDU e.V. gemeinsam mit Sebastian Lechner, Landesvorsitzender der CDU Niedersachsen und Mitglied des Niedersächsischen Landtags, zu einem wirtschaftspolitischen Austau

Zwischen Microsoft, AWS und Mittelstand: Bornemann zeigt Wege zu mehr digitaler Unabhängigkeit ...
Delligsen, 06.05.2026. Digitale Souveränität entwickelt sich zunehmend zu einer strategischen Herausforderung für den industriellen Mittelstand. Gemeinsam mit Mitgliedern des Digitalrats Niedersachsen diskutierte die Bornemann Gewindetechnik GmbH & Co. KG am Unternehmensstandort in Delligsen

Wie Cargill KI zur Beschleunigung von Lebensmittelinnovationen nutzt ...
Da Lebensmittelunternehmen mit Klimavolatilität, Beschaffungsdruck und sich ändernden Verbrauchererwartungen konfrontiert sind, nutzt Cargill künstliche Intelligenz und digitale Werkzeuge, um Entwicklungszyklen zu verkürzen und skalierbare Lebensmittellösungen schneller auf den Markt zu bringen

Kanban in der Praxis: Wie Unternehmen Materialflüsse optimieren und Prozesse transparent steuern ...
Kanban: Transparente Prozesse und effizienter Materialfluss in der modernen Produktion Steigende Anforderungen an Lieferfähigkeit, Flexibilität und Effizienz stellen Unternehmen heute vor große Herausforderungen. Produktionsprozesse müssen stabil laufen, Material jederzeit verfügbar sein und gl

SKZ startet Potenzialanalyse für Spritzgussunternehmen ...
Das Kunststoff-Zentrum SKZ erweitert sein Beratungsangebot im Spritzgießen um eine praxisnahe Potenzialanalyse. Kunststoffverarbeiter erhalten ab sofort gezielte Unterstützung direkt in ihrer Fertigung. Der Fokus liegt auf stabilen Prozessen, qualifizierten Mitarbeitenden und nachhaltigen Effizien

31. Folge des„Bossard Expert Talk“ geht es um die Engineering Services ...
„‘Wir brauchen da eine Schraube‘. Am Anfang scheint dies manchmal eine recht einfache Aufgabe zu sein. Wenn man dann aber die Anwendung genauer betrachtet, kann die Frage nach dem richtigen Verbindungselement plötzlich sehr viel komplexer werden. Und wer dann auch noch bei der Konstrukt

LiberNovo bringt die Maxis-Serie auf den Markt– speziell für große und kräftige Nutzer entwickelt ...
LiberNovo hat heute die Maxis-Serie vorgestellt, eine neue Reihe ergonomischer Stühle für Nutzer mit einer Körpergröße von 1,78 m bis 2,01 m und einem Gewicht von bis zu 181 kg. Maxis schließt eine Marktlücke: Es gibt nur wenige wirklich ergonomische Sitzmöglichkeiten für größere, kräf

Ergonomische Handhabungstechnik präsentiert PRONOMIC auf der LOGISTICS&AUTOMATION in Hamburg ...
PRONOMIC präsentiert erstmalig auf der LOGISTICS & AUTOMATION in Hamburg – der Fachmesse für Logistik, Automatisierung, nachhaltige Lösungen und effizientes Prozessmanagement. Am 2. und 3. Juni 2026 zeigt PRONOMIC in der Messe Hamburg, Stand 148, wie modernes und nachhaltig ausgerichtetes M

Europäisches Industriezentrum Lombardei: die neue Strategie für die Region zur Anlockung ausländischer Investitionen in ein integriertes Netzwerk von Wertschöpfungsketten ...
Ziel ist es, die Rolle der Lombardei auf dem Markt für ausländische Direktinvestitionen zu stärken, um die Region zu einer Drehscheibe der industriellen und technologischen Wettbewerbsfähigkeit Europas zu machen. Die neue regionale Strategie zur Anlockung von Investitionen, die der lombardische

HYUNDAI-POSCO Louisiana Steel setzt auf Walzwerkstechnologie von SMS group für das neue Stahlwerk in den USA ...
br /> Milliardenschwere Investition von Hyundai Steel und POSCO in Louisiana zur Lieferung von Automotive-Stahl an die US-Automobilhersteller Neues Stahlwerk in Louisiana soll 2029 in Betrieb gehen Die neuen SMS-Walzwerke mit einer Jahresleistung von 2,8 Millionen Tonnen warmgewalztem Stahl werde