Halle 7, Stand B24 auf Ebene 0 – das ist seit vielen Jahren der angestammte Platz der TITK-Gruppe aus Rudolstadt, wenn es auf den weltweit wichtigsten Branchentreff der Kunststoffindustrie nach Düsseldorf geht. Auch in diesem Jahr präsentieren das Thüringische Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e.V. und seine beiden Tochterunternehmen OMPG und Smartpolymer auf der Messe K wieder innovative Produkte und Dienstleistungen. Darunter den mehrfach preisgekrönten Bio-Schmelzklebstoff Caremelt®, hochgefüllte Filamente für den Metall-3D-Druck oder carbonfaserverstärkte Tapes für anspruchsvollste Leichtbau-Anwendungen.
Düsseldorf/Rudolstadt – Unidirektional verstärkte Tapes sind Schlüsselmaterialien für den effizienten und nachhaltigen Leichtbau. Sie ermöglichen es, Bauteile gezielt, ressourcenschonend und leistungsoptimiert herzustellen, indem Fasern exakt dort platziert werden, wo sie für die mechanische Belastung benötigt werden. Damit stehen maßgeschneiderte Halbzeuge für den Leichtbau zur Verfügung. Auf der K-Messe zeigt das TITK hierzu die Ergebnisse eines Forschungsprojekts. Konkret: neue, trockene Schmalbandgelege auf Basis von 50K Carbonfaserrovings. Diese Tapes wurden mit angepassten Nähgarnen und einer verbesserten Thermofixierung produziert und in einem automatisierten, robotergestützten Tapelegeverfahren verarbeitet.
Andere Exponate der TITK-Gruppe dokumentieren das zunehmende Interesse der Industrie am mehrfach preisgekrönten Bio-Schmelzklebstoff Caremelt®. Er wurde zuletzt beispielsweise vom Branchenführer für Tierbestattungen, dem Unternehmen ROSENGARTEN aus Bad Bergen, oder der Firma Kneisz Design aus Weimar in die Produktion übernommen. Seit April und noch bis Mitte Oktober ist Caremelt® auch auf der Expo 2025 in Osaka (Japan) zu sehen.
Als erster vollständig biobasierter und bioabbaubarer Schmelzklebstoff kommt er komplett ohne fossile Ressourcen aus und bietet die Möglichkeit, Produkte, die bereits nachhaltig hergestellt werden, nun vollständig umweltfreundlich zu gestalten. Gerade bei Klebstoff ist ein Recycling nahezu unmöglich. Umso wichtiger ist es, dass am Ende des Produktlebenszyklus kein Mikroplastik entsteht. Die potenziellen Anwendungsgebiete von Caremelt® sind sehr vielfältig. Sie reichen von der Verpackungs-, Hygiene- und Textilindustrie über die Automotive-Branche bis hin zur Schuh-, Holz-, und Möbelindustrie. Der Klebstoff ist CO2-neutral; weltweit verfügbare Ausgangsstoffe machen seine industrielle Herstellung kostengünstig.
Auf ein ganz anderes Einsatzgebiet zielen polymerbasierte Strahlungselemente für dielektrische Resonatorantennen. Diese sehr spezifischen Bauteile finden Verwendung in Antennen für lokale Breitbandsysteme der Industrie, Forst- und Landwirtschaft, für Sicherheitsdienste sowie für WLAN-Hotspots des Gebäudefunks und in Verkehrsmitteln. Das TITK forscht schon länger an diesen Polymerhalbzeugen und konnte erreichen, dass sie gegenüber konventionellen Produkten mit einer hohen Permittivität und niedrigem Dämpfungsverlust überzeugen.
Das Ziel der Untersuchungen bestand in der Entwicklung dielektrisch gefüllter Polymer-substrate und -halbzeuge, die sich als Strahlungselemente zunächst in Hotspotantennen zwischen 2 bis 3,7 GHz und 5 bis 6 GHz aber auch bei höheren Frequenzen im 5G-Bereich verwenden lassen. Hierfür wurden Polymerkomposite mit keramischen Komponenten wie Titanaten mit hohem Füllgrad und Permittivität sowohl unter Einsatz klassischer Kunststoffverarbeitungsverfahren, wie Extrusion, Spritzguss und Formpressen, aber auch mittels additiver Fertigungstechnologie wie dem FFF-Verfahren (Fused Filament Fabrication) zu den Strahlungselementen verarbeitet. Die eingesetzten dielektrischen Polymerkomposite sind auch bei sehr hohen Füllgraden thermoplastisch verarbeitbar, so dass gegenüber kommerziellen Laminatverbunden ein größerer Permittivitätsbereich abgedeckt werden kann.
Wie sich die Verarbeitungsprozesse für den Metall-3D-Druck nachhaltig und kreislauffähig gestalten lassen, hat das TITK gemeinsam mit dem ifw – Günther-Köhler-Institut für Fügetechnik und Werkstoffprüfung (Jena) und der GFE – Gesellschaft für Fertigungstechnik und Entwicklung (Schmalkalden) erforscht. Seit Juni ist das Projekt „kreislaufoptimierte Prozesskette für die additive Fertigung von metallischen Werkzeugkomponenten über Materialextrusion“ nun beendet, sodass in Düsseldorf konkrete Ergebnisse vorgestellt werden können.
Das TITK produzierte Filamente für den FFF-Druck aus eigens entwickelten Blends, die einen Füllgrad von bis zu 90 Gewichtsprozent Metallpulver aufweisen. Nach dem Verdrucken der Filamente wird der Kunststoff erst über Lösungsmittel und dann thermisch entfernt. Nach dem anschließenden Sintern liegt ein dichtes, rein metallisches Bauteil vor.
Konventionell verfügbare Filamente benötigen toxische oder brennbare Lösungsmittel zum Entbindern. Bei den am TITK entwickelten Endlosfäden können dagegen Wasser oder wasserbasierte Lösungsmittel vor dem Ofenprozess genutzt werden. Mit der Rückgewinnung des gelösten Binders und einer funktionsintegrierten Leichtbauweise leisten die Bauteile zudem noch einen Beitrag zur Ressourcenschonung. In einem Folgeprojekt sollen nun weitere Bindersysteme mit anderen Stahlsorten und auch keramischen Füllstoffen untersucht werden.
TITK-Gruppe auf der K vom 8. bis 15. Oktober in Düsseldorf - Halle 7, Ebene 0, Stand B24.
