Integration intelligenter funktioneller Additive in Polymere

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In der Abbildung ist das Funktionsprinzip des selbstschmierenden Komposits dargestellt. Zunächst sitzen die Kügelchen ungestört im Verbundwerkstoff. Sobald Reibung ins Spiel kommt, brechen die oberflächennahen Mikrokügelchen und setzen den flüssigen Schmierstoff frei, der sich auf der Oberfläche ausbreitet und den Reibungskoeffizienten verringert. Erhöht sich die Reibung wieder, wird ein neuer Teil des Schmierstoffs freigesetzt. Auf diese Weise kann die Lebensdauer des Verbundwerkstoffs deutlich erhöht werden.

Ziel des Projekts war die Herstellung von 3D-gedruckten Funktionsteilen durch die Integration von intelligenten Additiven. Ein Beispiel für ein intelligentes Additiv sind Kern-Schale-Mikrokapseln mit flüssigem Kern aus einem Schmieröl. Die Mikrokapseln, die bis zu 90 Gew.-% flüssigen Schmierstoff enthalten und eine hervorragende thermische Stabilität (ca. 280°C) aufweisen, können als trockenes Pulver isoliert und wie ein herkömmlicher fester Zusatzstoff gehandhabt werden. Die Kapseln wurden zunächst in die Filamente und anschließend in die 3D-gedruckten Teile integriert. Die Integration anderer Additive (UV-Stabilisatoren, Energiespeichermaterialien wie PCMs, heilende Komponenten usw.) ist ebenfalls potenziell möglich.

Publikationen:

https://www.bibliothek.tu-chemnitz.de/ojs/index.php/innoTRAC/article/view/514

Webseite:

https://www.iap.fraunhofer.de/de/Pressemitteilungen/2021/mikroverkapselte-additive-neuartige-filamente-fuer-den-3D-Druck.html

https://www.iap.fraunhofer.de/de/Pressemitteilungen/2020/selbstschmierende-verbundwerkstoffe-skz-iap.html

Kontakt:

Fraunhofer IAP, Dr. Alexandra Latnikova, alexandra.latnikova@iap.fraunhofer.de, 0331 568-1207