FGAkt – Entwicklung von neuartigen Formgedächtnis-Aktuatoren für die Anwendung in Spritzgießwerkzeugen

In dem BMBF geförderten Projekt  werden in Zusammenarbeit mit mehreren Partnern potentielle Aktoranwendungen in Spritzgussanlagen identifiziert durch deren Einsatz diese effizienter gestaltetet werden können und um bisher unerschlossene technologische Potentiale ausschöpfen zu können. Dazu sollen die entsprechenden Aktoren „intelligenter“ und energieeffizienter gestaltet werden, um für kommende Produktionsumgebungen (Industrie 4.0) vorbereitet zu sein.

Als Lösungsansatz für die Realisierung eines identifizierten Aktors sollen Formgedächtnislegierungen (FGL) als Grundlage dienen. Diese zeichnen sich durch ihre hohe Energiedichte und der daraus resultierenden kompakten Bauweise aus. Außerdem kann bei dem Einsatz von FGL auf zusätzliche Sensorik, z.B. zur Zustandsüberwachung verzichtet werden.

Zielsetzung:

Ziel des Projektes ist die Eigenschaften von FGL in Spritzgießanlagen nutzbar zu machen. Dazu wird ein Prototyp entwickelt, welcher zuerst unter Laborbedingungen validiert wird.  Im Anschluss soll dieser in ein Demonstrator-Spritzgießwerkzeug eingebaut werden. Durch diesen Einsatz sollen weitere Erfahrungen und Erkenntnisse gewonnen werden und der durch den eingesetzten Aktor entstandene Mehrwert deutlich gemacht werden.

Der entwickelte Prototyp soll im ersten Schritt für die Erschließung von neuen Anwendungsgebieten für die FGL Technologie dienen, um so die Entwicklung und den Einsatz dieser weiter voranzutreiben.

Vorgehen:

Nach der Identifizierung potentieller Aktuatoren wurde sich mit den Projektpartnern auf den Bau eines Aktors geeinigt. Dieser dient als Ventil für die Entlüftung von Spritzgießwerkzeugen. Die Entlüftung ist wichtig, da eingeschlossene Luft das Ausfließen der Form verhindern kann. Nach dem Bau eines ersten Prototypen und einer Optimierungsschleife wird ein zweiter finaler Prototyp gebaut. Des Weiteren wird zur Validierung ein Prüfstand zur mechanischen und elektrischen Charakterisierung aufgebaut. Nach der Validierung des Prototyps wird dieser in ein Demonstrator-Spritzgießwerkzeug eingebaut.

Ergebnisse / Projektstand:

Die Arbeiten seitens iMSL starteten im Juli 2017 und laufen über 3 Jahre. In der ersten Projektphase wurde in enger Abstimmung mit den Projektpartnern ein Anforderungsprofil für den Einsatz eines Aktors auf Basis von Formgedächtnisdrähten in Spritzgussanlagen erstellt. Darauf aufbauend wurde ein Aktorkonzept identifiziert., das als Grundlage für die Entwicklung und den Aufbau des ersten Prototypen diente. Anschließend erfolgte die Validierung und Aufbereitung der Messergebnisse, die mit den Projektpartnern diskutiert und auf mehreren Konferenzen und Messen vorgestellt wurden. Der entwickelte Aktormechanismus wurde darüber hinaus zum Patent angemeldet. Nach einer Optimierungsschleife befindet sich momentan der zweite Prototyp im Aufbau.

Verwertungskonzept:

Als Lehrstuhl der Universität des Saarlandes verwerten wir unsere Erkenntnisse aus Wissenschaft und Forschung stets im Sinne des Gemeinwohls. So sind wir bemüht die Ergebnisse möglichst vielen Interessenten zur Verfügung zu stellen. Dies geschieht durch Veröffentlichungen in Fachzeitschriften, über die Pressestelle der Universität mit daraus folgendem großen Pressespiegel, durch Präsentationen auf Fachkonferenzen und internationalen Messen, sowie durch das Einbringen der Ergebnisse in die Lehre. So werden diese Erkenntnisse in unterschiedlichste Industriezweige weitergegeben und tragen dort zu innovativen Lösungen bei. Während wir mit partnerspezifischen Projekten vertraulich umgehen, streben wir gleichwohl, in enger Abstimmung mit unseren Partnern, an, die Innovationskraft Deutschlands durch unsere Forschungsergebnisse zu steigern. Durch die Mitgliedschaft der Partner in verschiedenen Netzwerken wird ein effizienter Multiplikator für den Ergebnistransfer geschaffen.

Laufzeit: 01.07.2017 – 30.06.2020

Gefördert von: BMBF KMU-NetC

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