Echtzeithärtung und Schadenanalyse von Duroplastischen Systemen

titelbild_schadenanalyse_verklebungen_blau1.jpg (DE)

Forschungsprojekt im Überblick

Die Herstellung qualitativ hochwertiger Kunststoffprodukte, Verbundwerkstoffe sowie Verklebungen erfordert: eine umfangreiche Materialkenntnis verlässliche Qualitätseingangs- und –ausgangskontrollen hohe Prozesssicherheit verlässliche Lieferanten Bereits in der Konstruktion muss eine sorgfältige Materialauswahl stattgefunden haben. Nicht nur die Materialkosten sondern vor allem die in der Anwendung auftretenden Belastungen und Medieneinflüsse müssen berücksichtigt werden.

Schlagworte

Werkstofftechnik Schadensanalytik Polymerforschung Kunststoffverarbeitung Kunststofftechnik Institut für Technik, Ressourcenschonung und Energieeffizienz Chemistry/Materials Science

Fachbereiche und Institute

Fachbereich Angewandte Naturwissenschaften Institut für Technik, Ressourcenschonung und Energieeffizienz (TREE)

Förderungsart

Auftragsforschung

Zeitraum

01.04.2015 to 31.12.2018

Projektleitung an der H-BRS

Johannes Steinhaus

Projektbeschreibung

Die Herstellung qualitativ hochwertiger Kunststoffprodukte, Verbundwerkstoffe sowie Verklebungen erfordert:

eine umfangreiche Materialkenntnis
verlässliche Qualitätseingangs- und –ausgangskontrollen
hohe Prozesssicherheit
verlässliche Lieferanten

Bereits in der Konstruktion muss eine sorgfältige Materialauswahl stattgefunden haben. Nicht nur die Materialkosten sondern vor allem die in der Anwendung auftretenden Belastungen und Medieneinflüsse müssen berücksichtigt werden. Tritt in der Anwendung dann ein Bauteilversagen auf oder zeigen sich Probleme bereits in der Materialverarbeitung liegen die Nerven der beteiligten Akteure schnell blank. In Zeiten von „just in time“ Lieferungen wird die Prozesskette durch solche Probleme meist empfindlich gestört und die fieberhafte Suche nach der Ursache und nicht zuletzt nach dem Schuldigen geht los. An dieser Stelle bietet sich nun die Möglichkeit im Rahmen einer Schadenanalyse eine Vielzahl von Werkstoff- und Bauteilprüfungen vorzunehmen. Doch welche davon führen am schnellsten zum Ziel? Und wie schafft man es dabei die Anzahl an Analysen und damit auch die Kosten zu minimieren? Ziel dieses Projektes ist es den Anwendern bezogen auf Kunststoffe, Kompositmaterialien sowie Verklebungen die Leistungsfähigkeit der verschiedenen folgenden Untersuchungsmethoden im Falle einer Schadenanalyse sowie in der Qualitätssicherung demonstrieren zu können.

Hierzu kommen verschiedene Untersuchungsmethoden zum Einsatz:

Mikroskopie-Methoden (Licht-, Digital und REM)
Thermische Analysenmethoden (DSC, DMA und DEA)
Mechanische Analysemethoden (statisch und dynamisch)
Polymeranalytische Methoden (Pyrolyse-GC/MS, SPME-GC/MS, RFA, FT-IR, XRD, etc.)

Publikationen

L. Randolph, J. Steinhaus, B. Möginger, B. Gellez, J. Stansbury, W.M. Palin, G. Leloup, J.G. Leprince: Photopolymerization of highly filled dimethacrylate-based composites using Type I or Type II photoinitiators and varying co-monomer ratios. Dental Materials, (2015)
Kusch P, Obst V, Schroeder-Obst D, Fink W, Knupp G, Steinhaus J. Handbook of Materials Failure Analysis with Case Studies from the Chemicals, Concrete and Power Industries, Chapter 17 - Application of pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry (Py-GC/MS) and scanning electron microscopy (SEM) in failure analysis for the identification of organic compounds in chemical, rubber, and automotive industry. Elsevier B.V., ISBN: 978-0-08-100116-5, (2015)
J. Steinhaus, B. Moeginger, M. Harrach, D. Guenther, F. Moegele, B. Hausnerova: Characterizing the Auto-curing Behaviour of Rapid Prototyping Materials for 3D-Printing via DEA, Polymer Engineering and Science, Vol. 55, Issue 7, p. 1485-1493, (2015)
T. Haenel, B. Hausnerová, J. Steinhaus, R.B.T. Price, B. Sullivan, B. Möginger: Effect of the irradiance distribution from light curing units on the local micro-hardness of the surface of dental resins, Dental Materials, Vol. 31, Issue 2, p. 93-104, (2015)
J. Steinhaus, B. Möginger, M. Grossgarten, M. Rosentritt, B. Hausnerova: Dielectric analysis of depth dependent curing behaviour of dental resin composites, Dental Materials, Vol. 30, Issue 6, p. 679-687, (2014)
J. Steinhaus, B. Hausnerova, T. Haenel, M. Großgarten, B. Möginger: Curing kinetics of visible light curing dental resin composites investigated by dielectric analysis (DEA), Dental Materials, Vol. 30, Issue 3, p. 372-380, (2014)
P. Kusch, G. Knupp, W. Fink, D. Schroeder-Obst, V. Obst, J. Steinhaus: Application of Pyrolysis-Gas Chromatography-Mass Spectrometry for the Identification of Polymeric Materials, LCGC North America, Vol. 32, No. 3, (2014)
A. M. Netto, J. Steinhaus, B. Hausnerova, B. Moeginger, B. Blümich: Time-Resolved Study of the Photo-Curing Process of Dental Resins with the NMR- MOUSE, Applied Magnetic Resonance, Vol. 44, 1027-1039, (2013)
P. Kusch, V. Obst, D. Schroeder-Obst, W. Fink, G. Knupp, J. Steinhaus: Application of pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry for the identification of polymeric materials in failure analysis in the automotive industry, Engineering Failure Analysis, Vol. 35, 114-124, (2013)
T. Haenel, R. B. T. Price, J. Steinhaus, B. Möginger, B. Hausnerova: Lichthärtende Dentalkomposite - Einflüsse auf die Aushärtung, ZWR - Das Deutsche Zahnärzteblatt, Vol. 122, 01/2013, 72-76, (2013)