Lichtmikroskopsystem
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Lichtmikroskopsystem wurde in den ersten drei Jahren seit Inbetriebnahme für zahlreiche Forschungsprojekte und Vorarbeiten zu Forschungsprojekten genutzt. Die vielfältigen Möglichkelten des Gerätes konnten beispielsweise im Projekt „Analyse und Modellierung der Glasfaserlängenverteilung bei der Aufbereitung mit gleichläufigen Doppelschneckenextrudern" genutzt werden, um Faserlängen und -Verteilungen auszuwerten. Ferner dienen die Aufnahmen im Projekt „Theoretische und experimentelle Untersuchungen zum Aufschmelzverhalten wandgleitender Materialien in Einschneckenmaschinen" dazu, in Dünnschnitten des Schmelzekanals die Feststoffpartikel zu vermessen. Durch die Möglichkeit, über das konfokale Lasermikroskop die Oberflächenstruktur dreidimensional zu erfassen, konnten im Projekt „Entwicklung von Verfahrensvarianten für das Mehrkomponenten-Spritzgießen" die Einflüsse der Oberflächentopologie auf die Verbundhaftung mit sehr hoher Genauigkeit untersucht werden. Dazu wurden unterschiedliche Werkzeugeinsätze mit verschiedenen Beschichtungen und Rauigkeiten vermessen und unter anderem mit der Verbundhaftung korreliert. Im Bereich der Fügetechnik wurde und wird das Lichtmikroskopsystem für die Untersuchung der Schweißnähte und der Schweißwülste in verschiedenen Schweißverfahren eingesetzt, um beispielsweise die Fusselbildung beim Vibrationsschweißen zu untersuchen. Im AiF-Forschungsprojekt „Beschreibung und Vorhersage der Kern-Haut-Vertellung bei Sandwichbauteilen mit Hilfe der Ähnlichkeitstheorie" konnte durch das Lichtmikroskopsystem die Kern-Haut-Vertellung über Dünnschnitte hochpräzise vermessen werden, um dadurch Rückschlüsse auf die Gesetzmäßigkeiten zu ziehen. Durch die Bildung des Forschungsverbunds „DMRC" (Direct Manufacturing Research Center) an der Uni Paderborn im Jahr 2008 liegt ein Forschungsschwerpunkt in der Fakultät für Maschinenbau in der Weiterentwicklung von additiven Fertigungsverfahren. Besonders beim Fused Deposition Modeling (FDM) spielen Schichtaufbau und -orientierung eine große Rolle für die späteren Bauteileigenschaften. Über das Lichtmikroskop und das konfokate Lasermikroskop können bei Probekörpern aus diesen Verfahren fundierte Erkenntnisse gezogen werden, die ohne eine hochgenaue optische Vermessung nicht möglich wären. Seit 2010 ist am KTP in der Arbeitsgruppe von Prof. Moritzer eine Klebanlage installiert. In Vorarbeiten konnte über die vielfältigen Möglichkeiten der Lichtquellen und der Objektive des Lichtmikroskopsystems der Kontaktwinkel bei unterschiedlichen Vorbehandlungsarten wie einer Plasmavorbehandlung quantifiziert werden, um die Vorbehandlung im Klebprozess auf die Bauteil- und Klebanforderungen abzustimmen. Neben den Forschungsthemen wird das Lichtmikroskopsystem in der Lehre z.B. im Praktikum zur Veranstaltung „Werkstoffkunde der Kunststoffe" eingesetzt, in dem neben dem eigentlichen Lichtmikroskop auch die Oberflächenvermessung mittels Lasermikroskop eine Rolle spielt.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Residual Stresses in the Quasi-Simultaneous Laser Transmission Welding of Amorphous Thermoplastics. Polymer Engineering and Science Vol. 50, Issue 8, S. 1520-1526
Volker Schöppner, Rolf Mahnken, Helmut Potente, Dirk Bonefeld
- Theoretische und praktische Betrachtung der Feststoffförderung und des Aufschmelzens von Kunststoffen bei einem Einschneckenextruder besonders kurzer Bauart. Kunststofftechnik / Journal of Plastics Technology 5 (2009) 4, Carl Hanser Verlag, Seite 300-337
Helmut Potente, Sebastian Kleineheismann, Katharina Sigge
- FDM Part Quality Manufactured with Ultem*9085. 14th International Scientific Conference on Polymeric Materials P.2010 September 15.-17.2010, Halle (Saale)
Volker Schöppner, Eric Klemp, Agnes Bagsik
- Alterung von Plasmabehandelten Kunststoffoberflächen: Alles eine Frage der Zeit? Adhäsion 3/2011, Seite 44-47
Elmar Moritzer, Christian Leister
- Faserschonend compoundieren. Kunststoffe 2/2011, Carl Hanser Verlag, München, S. 66-69
Volker Schöppner, Helmut Potente, Philipp Kloke
- Description by dimensional analysis of the wall thickness distribution in the Two-Stage GITBlow process. Antec 2012, April 01-05, Orlando
Elmar Moritzer, Thorsten Plugge, Johann-Sebastian Leßmann
