Abgeschlossene Forschungsprojekte

Projektlaufzeit: 01.01.2019 – 31.12. 2020

Projektpartner: ifn Forschungs- und Technologiezentrum GmbH, Elsteraue

Beschreibung des Projekts:Sprühmikronisierte Wachse haben ein großes Potential als eigenschaftsbestimmende Zusätze in Formulierungen für Druckfarben, Lacken und Farben oder Masterbatch-Anwendungen. Im Vergleich zu etablierten Verfahren der Herstellung mikroskaliger sphärischer Kunststoff- und Wachspartikel kommt das Verfahren der Sprühmikronisierung im Prinzip ohne Hilfsstoffe, insbesondere wässriger Medien, aus. Dadurch lassen sich die Partikel schnell, kostengünstig und in hoher Reinheit herstellen. Ein derzeit noch großes prozesstechnisches Problem ist jedoch die werkstoffabhängig oftmals auftretende Agglomeration der mikroskaligen Wachspartikel. Das Hauptziel des Projektes sind daher die kritische Erforschung und Entwicklung eines geeigneten Herstellungsverfahrens zur Verhinderung der Partikelagglomeration beim Sprühprozess von Wachsen. Da der Sprühprozess noch weitgehend unverstanden ist, sind zur Erreichung dieses Zieles grundlegende theoretische Arbeiten und Untersuchungen notwendig. Diese betreffen die Kinetik der Tropfenentstehung, das Abkühlungsverhalten der versprühten und mikronisierten Wachspartikel sowie das Verhalten der Partikel bei deren elektrostatischer Aufladung. Für die Grundlagenuntersuchungen sind spezielle Messtechniken unabdingbar, die teilweise eigens für das Vorhaben entwickelt werden müssen. Für die praktische Umsetzung werden Verfahren benötigt, die den unerwünschten Effekt der Partikelagglomeration wesentlich vermindern. Die Ergebnisse aus den Grundlagenuntersuchungen bilden dafür die Basis. Darauf aufbauend ist ein Mess- und Regelsystem zu entwickeln, mit dem der Herstellungsprozess der Wachspartikel optimiert werden kann.

Projektziel:Das Ziel dieses Projekts liegt einerseits in der Neuentwicklung einer innovativen Messtechnik zur quantitativen Erfassung elektrostatischer Phänomene an Wachspartikeln und andererseits in der Entwicklung sowohl einer optimalen Messtechnik als auch optimierter Wachspartikel ohne elektrostatische Phänomene sowie der Entwicklung einer optimierten, speziell auf die Anforderungen abgestimmten Technikumsanlage.

Laufzeit: 01.10.2018 bis 31.01.2021

Beschreibung des Projekts: Neben Ruß werden z. B. in Reifenlaufflächen Silica als verstärkender Füllstoff eingesetzt, da dadurch der Rollwiderstand und der Abrieb verringert und das Naßgriffverhalten, im Vergleich zu rußverstärkten Elastomerwerkstoffen, verbessert werden. In den letzten Jahren haben sich Hersteller für synthetische Kautschuke intensiv mit der Verbesserung der Silica/Kautschuk-Wechselwirkung beschäftigt, um die Endeigenschaften der Reifenlauffläche zu verbessern. Um diesen Vorteil nicht durch eine kurze Lebensdauer zu verlieren ist es wichtig sich auch mit dem Alterungsverhalten zu beschäftigen. Aus Untersuchungen mit rußgefüllten Elastomerwerkstoffen ist bekannt, dass die Wirksamkeit der Alterungsschutzmittel sehr unterschiedlich sein kann. Für mit Silica verstärkte Elastomere existieren darüber noch nicht viele Untersuchungen. Zusätzlich muss für füllstoffverstärkte Elastomere berücksichtigt werden, dass teils unerwünschte und bisher nicht detailliert untersuchte Wechselwirkungen zwischen Füllstoffoberfläche und dem Alterungsschutzmittel bestehen können, die die Alterungsbeständigkeit wesentlich beeinflussen.

Projektziel: In dieser Arbeit soll das Alterungsverhalten von silicaverstärkten Elastomeren auf Basis von SBR und SBR-Blends untersucht werden. Hierzu soll der Einfluss von stofflichen und technologischen Parametern auf die Beständigkeit der Vulkanisate analysiert werden. Dazu werden die mechanischen und physikalischen Eigenschaften untersucht, um dann Struktur-Eigenschafts-Korrelationen erarbeiten zu können.

Projektlaufzeit: 18.04.2017 – 17.04. 2020

Projektpartner: Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS in Halle

Beschreibung des Projekts: Additive Verfahren wie Fused Deposition Modeling (FDM), Selektives Lasersintern (SLS) oder Stereolithographie (SL) ermöglichen die schnelle Herstellung individualisierter Bauteile und werden daher einen Schwerpunkt der Entwicklung der Industrie 4.0 bilden. Das FDM-Druckverfahren ist so weit entwickelt, dass mit einer Vielzahl von am Markt erhältlichen Werkstoffen und Farben hochwertige und strukturell belastbare Bauteile gefertigt werden können. Trotz einer Vielzahl an wissenschaftlichen Untersuchungen zum FDM-Druckverfahren fehlen sowohl eine systematische, wissenschaftlich fundierte Betrachtung des Deformations- und Bruchverhaltens von FDM-Produkten als auch eine Grundlage zur Berechnung der Festigkeit von FDM-Bauteilen bzw. zur Bauteilauslegung. Diese Lücken sollen im Rahmen dieses Projekts gefüllt werden. Basierend auf den ermittelten mechanischen und bruchmechanischen Werkstoffeigenschaften und den Strukturen im Inneren und an der Oberfläche, sollen Auslegungskriterien für additiv gefertigte Bauteile entwickelt werden.

Projektziel: Das Ziel dieses Projekts liegt in der Entwicklung von bruchmechanischen Methoden zur Bewertung des Deformations- und Bruchverhaltens von FDM-Werkstoffen. Darauf basierend werden Auslegekriterien von additiv gefertigten Bauteilen entwickelt.

Projektlaufzeit: 15.05.2017 – 14.05. 2019

Beschreibung des Projekte: Um definierte, anwendungstechnisch relevante Eigenschaften von Reifenmischungen zu erreichen, werden in der Praxis häufig Verschnitte aus zwei oder drei Kautschuken verwendet. Durch die Zugabe von verstärkenden Füllstoffen, wie Ruß oder Silica können die geforderten Eigenschaften der Elastomersysteme noch zielgenauer und passender eingestellt werden. Die Endeigenschaften des Mischguts und der daraus hergestellten Vulkanisate werden neben der Blendphasenmorphologie und der Füllstoffdispersion auch durch die phasenspezifische Füllstofflokalisierung in den Blends beeinflusst. Hierbei kann sich die Intensität der Kautschuk-Füllstoff-Wechselwirkung entscheidend auf die phasenselektive Füllstofflokalisierung auswirken. Ist die Wechselwirkung zwischen Füllstoff und einer Kautschukphase in einem Kautschukblend hoch, so wird sich der Füllstoff bevorzugt in dieser Phase konzentrieren. Ein entscheidender stofflicher Faktor ist die Polarität der verwendeten Blendkomponenten. Aber auch die Viskosität kann einen Einfluss auf die Füllstofflokalisierung ausüben, gerade wenn die Wechselwirkung zwischen den eingesetzten Kautschuken zum Füllstoff in einem Kautschukblend gleich ist. 
Die Zugabe von Weichmacher in eine Kautschukmischung führt zu einer Reduzierung der Scherkräfte im Mischprozess, verbunden mit einer Reduzierung der Kautschukviskosität. Dies führt wiederum zur Reduzierung der Füllstoffdispersion, verbunden mit einer Herabsetzung der Kautschuk-Füllstoff-Wechselwirkung. 

Projektziel: Ziel dieser Arbeit soll die Untersuchung des Einflusses von Weichmachern auf das Benetzungsverhalten und die phasenselektive Füllstofflokalisierung von Silica und einem Hybridfüllstoffsystem in binären Kautschukblends sein.

Projektlaufzeit: 15.11.2016 – 14.11. 2019

Forschungsdienstleister:

• Forschungszentrum Ultraschall gGmbH, Halle

Projektvolumen von PSM: 299 Tausend Euro

Ziel des Projektes: Das vorrangige und wissenschaftliches Ziel des geplanten Projekts ist die Beschreibung mechanisch-akustischer Eigenschaftskorrelationen, um die Zusammenhänge zwischen den Veränderungen der mechanisch-physikalischen Eigenschaften und der akustischer Kennwerte von gesiegelten Polymerfolien beim Nachweis von Inhomogenitäten (Defekte) vor allem in den Siegelnähten herzustellen. Dafür wird ein umfangreiches Prüfprogramm absolviert, mit dessen Hilfe die abhängigen Variablen der akustischen Kenngrößen, wie die Morphologie, die Viskosität, die Zähigkeit, die Molmasse, die übermolekularen Strukturveränderungen, die optischen und die thermischen Eigenschaften sowie die innere Geometrie des Werkstoffs hinreichend charakterisiert werden können.

Ausgehend von diesen Untersuchungsmethoden an gesiegelten Polymerfolien, werden die einzelnen Werkstoffeigenschaften jeweils korreliert und die werkstoffwissenschaftlichen Zusammenhänge erarbeitet. Der Siegelprozess erfolgt dabei unter Vatiation der Siegelparameter. Dabei liegt ein Schwerpunkt dieser Untersuchungen auf der Abhängigkeit der akustischen Kenngrößen von den rheologischen Parametern.

Desweiteren soll der Einfluss der Siegelparameter auf die auf die akustischen Kennwerte einwirkenden strukturellen Parameter untersucht werden.

Die aus den mechanischen, thermischen, physikalischen und akustischen Untersuchungen gewonnene Eigenschaftsmatrix ist die Basis für weiterführende Untersuchungen mittels Luft-Ultraschall, wobei hier eine mess- und verfahrenstechnische Anpassung vorgenommen wird, um den besonderen Anforderungen einer Folienprüfung mit diesem zerstörungsfreien Verfahren zu genügen. Um dieses Ziel in effizienter Weise zu erreichen, wird mit dem Forschungszentrum Ultraschall (FzU) gGmbH, Halle, zusammengearbeitet. 

Die wissenschaftlich-technische Zielstellung des Forschungsvorhabens ist auf die Ermittlung der mechanisch-physikalischen Eigenschaften durch indirekte Ankopplung der Ultraschallmesssysteme, insbesondere über Luft, ausgerichtet. Damit soll ein Messverfahren etabliert werden, welches die zerstörungsfreie Ermittlung wichtiger Kennwerte des gesiegelten Folienverbundes in Abhängigkeit von den Herstellungsparametern und möglichen Defekten gewährleistet.

Projektlaufzeit: 22.02.2016 – 28.02.2018

Projektpartner:

• Forschungszentrum Ultraschall gGmbH Halle

Projektvolumen von PSM: 133 Tausend Euro

Ziel des Gemeinschaftsprojektes: Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Elastographie-Phantomen mit definierten elastischen Eigenschaften. Als Ergebnis des geplanten Projektes soll ein Elastographie-Phantom für die Zugfestigkeit von Narbengewebe entwickelt werden. Neben den elastischen Eigenschaften soll dabei vor allem die realitätsnahe Geometrie einer Kaiserschnittnarbe realisiert werden. Das Phantom kann damit in der Ausbildung und Qualifizierung von Medizinern auf dem Gebiet der Elastographie eingesetzt werden. 

Für die Herstellung eines solchen Phantoms sind Elastomere mit einer Vielzahl von verschiedenen Eigenschaften notwendig. Die Hauptanforderung sind gezielt einstellbare elastische Eigenschaften, die mit denen von natürlichem Narbengewebe vergleichbar sind. Aus der Vielzahl der möglichen Zweikomponentensysteme auf Silikon- bzw. PU-Basis werden zunächst geeignete handelsübliche Systeme identifiziert und hinsichtlich der Eignung für den Phantombau untersucht. Die notwendige Variation der elastischen Eigenschaften erfolgt dabei zunächst über die Kontrolle der Vernetzungsbedingungen. Im Verlauf des Projektes werden dann auf der Basis dieser Erfahrungen eigene Syntheseansätze entwickelt. Ein wesentlicher Punkt der Materialentwicklung wird neben der Modifizierung der elastischen Eigenschaften auch die Variation der akustischen Eigen­schaften mittels zusätzlicher Streukörper sein. Ziel ist es, einen möglichst umfang­reichen „Baukasten“ zu entwickeln, der es erlaubt, auf der Basis eines Grundwerkstoffes eine große Parameter­vielfalt der elastischen und akustischen Eigenschaften gezielt einzustellen. 

Zur Erreichung dieses Ziels ist die eindeutige und anwendungsspezifische Charakterisierung der Eigenschaften der Elastomere notwendig. In der Materialprüfung werden dazu stan­dardisierte Zug- und Druckversuche durchgeführt. Hierzu müssen beispielsweise die Parameter Zugfestigkeit, Druckverformungsrest sowie Shore-Härte bestimmt werden. Diese unterscheiden sich vor allem hinsichtlich des Frequenzbereiches von den in der medizinischen Ultraschall­elasto­gra­phie eingesetzten Verfahren. Bei letzteren werden mit unterschiedlichen Methoden die Schall­ge­schwin­digkeiten unter äußerer Krafteinwirkung oder die Schwerwellen­geschwindig­keiten in Geweben gemessen. Für die Kalibrierung und Kon­stanz­­prüfung unterschiedlicher Ultraschallgeräte und Messverfahren ist aber eine ein­deutige Angabe der elastischen Materialparameter, möglichst in einem weiten Frequenz­be­reich not­wendig. 

Durch eine umfassende Charakterisierung der elastischen Eigenschaften mit Methoden der Werkstoffcharakterisierung sowie dem Vergleich mit sonoelastographischen Messungen soll ein Bewertungstool entwickelt werden, um dem anwendenden Mediziner mehr Sicherheit beim Einschätzen der unterschiedlichen Elastographie-Verfahren zu geben. Die Ultraschall­messmethoden können darüber hinaus auch das Frequenzspektrum der bisherigen Mess­verfahren für Polymere erweitern und damit dem Antragsteller neue Möglichkeiten hin­sicht­lich zukünftiger Dienstleistungen eröffnen. Für die sichere Anwend­barkeit der Phantome sind auch eine Charakterisierung der chemischen Beständigkeit und der Ausschluss proble­matischer niedermolekularer Stoffe mit Methoden der instrumentellen Analytik erforderlich. 

Projektziel von PSM: Das wissenschaftlich-technische Arbeitsziel besteht darin, aus der Vielzahl der kommerziell verfügbaren Zweikomponentensysteme auf PU- und Silikonbasis durch geeignete Synthese- und Modifizierungsschritte ein „Baukastensystem“ zu entwickeln, das es erlaubt, auf der Basis eines Grundwerkstoffes eine große Parameter-Vielfalt hinsichtlich der mechanischen, elastischen und akustischen Eigenschaften gezielt einzu­stellen. Dadurch soll es möglich werden, ein mehrschichtiges Funktionsmuster für ein Narbenphantom herzustellen. Gleichzeitig wird so die Voraussetzung geschaffen, in Zukunft auch andere Phantome und Probekörper für beliebige Organe und Organsysteme an die Vorgaben der medizinischen Anwender angepasst, zu produzieren.

Durch die Vielzahl der geplanten Materialuntersuchungen entsteht eine umfangreiche Materialdatenbank, die es ermöglichen wird, verschiedene quasistatische und dynamische Messverfahren aus der Werkstoffprüfung mit den verschiedenen elastographischen Mess­verfahren der kommerziellen Diagnosesysteme zu vergleichen. Dabei ist die Ziel­stellung der Polymer Service GmbH Merseburg die weitere Verbesserung des wissen­schaftlich-tech­nischen Know-hows für die zerstörungsfreie Kunststoffprüfung und Schadens­diagnostik bei Elastomeren sowie die Erweiterung der prüftechnischen Möglichkeiten auf dem Gebiet der Ultraschallverfahren für Forschung und Dienstleistungen.

Projektlaufzeit: 15.01.2016 – 14.01. 2019

Projektpartner:

• Trinseo Deutschland GmbH, Schkopau
• Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS, Halle

Projektvolumen von PSM: 302 Tausend Euro

Ziel des Gemeinschaftsprojektes: Zentrales wissenschaftliches Ziel des geplanten Gemeinschaftsprojekts ist die Aufklärung von Zusammenhängen zwischen der selektiven Füllstoffeinlagerung in die Kautschukphasen, der Topologie des sich bildenden Füllstoffnetzwerks, der Morphologie der Kautschukmatrix und dem mechanisch-physikalischen Eigenschaftsprofil (Verstärkung, Dissipation, Abrieb, Alterung) bei Kompositen mit mehrphasiger Kautschukmatrix, die kohlenstoffbasierte Hybridfüllstoffsysteme enthalten. Ausgehend von experimentellen Untersuchungen an Kautschukkompositen mit systematisch variierter Zusammensetzung des kohlenstoffbasierten Hybridfüllstoffsystems und der NR/BR Kautschukmatrix soll der Einfluss der materialspezifischen Aspekte analysiert werden. Einen besonderen Schwerpunkt bilden dabei Untersuchungen zum Einfluss des in den Masterbatches (MB) verwendeten Kautschuks. Weiterhin soll der Einfluss wichtiger Verarbeitungsparameter auf strukturelle Aspekte der Kautschukkomposite und deren makroskopische, anwendungsrelevante Eigenschaften untersucht werden. Die sich ausgehend von Kompositzusammensetzung und Verarbeitungsbedingungen einstellende, unterschiedliche Nanostruktur der Komposite (Morphologie des Kautschukmatrix, Topologie des Füllstoffnetzwerks) soll genutzt werden, um Modelle zur Beschreibung von Struktur-Eigenschafts-Korrelationen zu entwickeln und mesoskopischen Wirkmechanismen besser zu verstehen, die für Verstärkung, Dissipation und Abrieb in komplexen NR/BR-Kautschukkompositen mit neuartigen kohlenstoffbasierten Hybridfüllstoffsystemen verantwortlich sind. Die Erreichung dieses wissenschaftlichen Ziels erfordert auch anspruchsvolle methodische Entwicklungen zur Parametrisierung wichtiger, anwendungsrelevanter Kenngrößen wie Abrieb, Rissausbreitung und Alterung. 

Projektziel von PSM: Das wissenschaftlich-technische Arbeitsziel konzentriert sich insbesondere auf die experimentellen Arbeiten zur Abhängigkeit des Alterungsverhaltens, der Rissausbreitung, sowie von Verschleiß- und Abriebfestigkeit von der Zusammensetzung der Kautschukkomposite und der entsprechenden Verarbeitungsparameter. Von besonderem Interesse sind weiterführende Informationen zum Einfluss der Alterung auf die Materialeigenschaften und die Bestimmung aussagekräftiger bruchmechanischer Parameter zur struktursensitiven Beschreibung des Werkstoffverhaltens. Mit der gemeinsame Auswertung von Ergebnissen aus anderen Projektteilen soll so ein Verständnis zum Einfluss von Morphologie der Kautschukmatrix und Topologie des Füllstoffnetzwerks auf Abrieb und Verschleiß erarbeitet werden, was dann Vorhersagen und eine effiziente Materialoptimierung erlaubt.

Die Polymer Service GmbH Merseburg (PSM) erhielt von der Investitionsbank Sachsen-Anhalt im Juli 2013 die Bewilligung für ein weiteres Forschungsprojekt, das die Möglichkeiten der Laserextensometrie wesentlich erweitert und die im Unternehmen vorhandene Ausrüstung zur Durchführung von Komplexprüfungen geeignet ergänzt.

Das Unternehmen kann auf langjährige Erfahrungen mit dem quasi-zerstörungsfreien Messverfahren der Laserextensometrie in der Kunststoffprüfung zurückblicken. In Zusammenarbeit mit der Fiedler Optoelektronik GmbH in Lützen wurden die Messtechnik und die Messverfahren ständig weiter entwickelt, um tiefergehende Informationen über die untersuchten Kunststoffe und Kunststoffbauteile zu erhalten. Aus der bisherigen, fruchtbaren Zusammenarbeit mit der Fiedler Optoelektronik GmbH Lützen resultierte eine kontinuierliche Qualifizierung der Messmöglichkeiten und der Spezialausführungen der Laserextensometer. Als modernstes Lasermesssystem aus dem Jahre 2011 steht ein Parallelscanner mit Temperierkammer und Lastrahmen zur Verfügung, der in der Lage ist, die Prüfkörperoberfläche abzurastern und lokale Informationen gemäß der beiden Verfahren der Thermischen Dehnungsanalyse (TDA) und der Thermischen Spannungsanalyse (TSA) zu registrieren. So existiert eine Palette verschiedener moderner Lasermesssysteme, die PSM zur Verfügung stehen und die gerätetechnische Voraussetzung für das Vorhaben darstellen.
Die Weiterentwicklung der Lasermesssysteme in Bezug auf die zweidimensionale Abrasterung der Prüfkörperoberfläche in Verbindung mit einer geeigneten Reflexionsstreifenmarkierung ist die – bei PSM gegebene – Grundvoraussetzung für die Messung der lokalen Querkontraktionszahl.

Der Kern der Innovation ist die Bestimmung der lokalen Querkontraktionszahl mit Hilfe des berührungslosen Messverfahrens der Laserextensometrie in Abhängigkeit von der Temperatur, wodurch struktursensible elastische Werkstoffkennwerte ermittelt werden können. Dabei kann der Temperaturbereich unabhängig vom installierten Lasermesssystem weitaus größer gewählt werden, als das bisher üblich ist. Außerdem ist es mit diesem Verfahren möglich, die Volumendehnung zu bestimmen, wodurch auf die zusätzliche Verwendung eines Volumendilatometers verzichtet werden kann. 

Um die Querdehnung neben der Längsdehnung messen zu können, werden die Reflektoren in einem definierten Winkel zur Horizontalen angebracht (Bild 1). Basierend auf der Messung der Längsdehnung an zwei verschiedenen Messorten, kann aus dem Verhältnis von berechneter Querdehnung zu Längsdehnung die lokale und integrale Querkontraktionszahl in Abhängigkeit von der Messposition und der Temperatur bestimmt werden. Sie kann nun für die weitere Verarbeitung in Datensätzen und Auswertealgorithmen verwendet werden.

Die registrierende Härtemessung im Mikro- und Makrolastbereich sowie die registrierende Shore-Härte und µ-IRHD-Härtemessung können zur Charakterisierung von Kunststoffen und Kunststoffverbunden wie auch die konventionelle Kleinlasthärte und Makrohärte eingesetzt werden. Die verfügbare Härtemesstechnik gestattet ebenso die Untersuchung des Kriech- und Relaxationsverhaltens von Kunststoffen im Mikro- und Makrohärtebereich bei Raumtemperatur. Normalerweise werden derartige Messungen zum Kriechverhalten unter Zug-, Druck- oder Biegebelastung bei unterschiedlichen Laststufen und definierten Temperaturen durchgeführt, wodurch mit den isochronen Spannungs-Dehnungs-Diagrammen und den ermittelten Kriechmodulen Ec(t) Aussagen zum Langzeitverhalten von Kunststoffen ermöglicht werden. Infolge der Standzeiten von mindestens 105 h sind diese Untersuchungen sehr langwierig und infolge der erforderlichen Prüftechnik mit mehreren Temperierkammern sehr kostenintensiv. Einen innovativen Ausweg bietet hier die SIM (stepped isothermal method), welche ebenfalls unter Zugbeanspruchung mit konstanter Belastung und einer stufenweisen Temperaturbeanspruchung die beschleunigte Charakterisierung des Kriechens von Kunststoffen gestattet. Die für Geokunststoffe entwickelte und in der ASTM D 6992 genormte Prüfmethode kann unter Anwendung von Masterkurven und des Boltzmann’ schen Superpositionsprinzip sowie des Zeit-Temperatur-Verschiebungsprinzips das Kriechverhalten analysieren und für Langzeitaussagen extrapolieren. Im Gegensatz zur Zugbeanspruchung mit vorzugsweiser auftretender Normalspannung im Prüfkörper wird bei der Härtemessung z.B. mit einem Vickers-Indenter ein mehrachsiger Spannungszustand im Umfeld des Eindringkörpers erzeugt, der eine zusätzliche Beschleunigung des Kriechens in Kunststoffen hervorruft. Da diese Untersuchungen nur Eindringtiefen < 200 µm erfordern und zur Zugbelastung vergleichsweise schnell realisierbar sind, ist dieses Verfahren quasi-zerstörungsfrei und stellt somit eine alternative Herangehensweise zur SIM nach ASTM D 6992 dar, falls die Möglichkeit der Nutzung einer temperierten Härtemessung gegeben ist.
In enger Zusammenarbeit mit der Fa. ZWICK / ROELL, Ulm, wurde eine Temperierung für das Makrohärtemesssystem ZHU entwickelt und für den Temperaturbereich von -130 bis 100 °C mit kaskadierter Regelung und Direktkontakttemperierung realisiert (Bild 1). Dieses Messsystem erlaubt die Charakterisierung der Härte (Martenshärte, Vickershärte, Kugeldruckhärte u.a.) und weiterer Kennwerte wie z.B. des Eindringmoduls EIT sowie des Kriech- und Spannungsrelaxationsverhaltens (CIT und RIT) in Abhängigkeit von der Prüftemperatur und definierten Prüflasten oder Eindringtiefen im last- oder eindringtiefengeregelten Prüfmodus. Das verfügbare Unikat, welches mit einem zweiten Wegmesskanal zur Erfassung von fehlerhaften Eindringsignalen ausgestattet ist, stellt somit weltweit ein Alleinstellungsmerkmal dar.

Fördermittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Förderprogramm:  WIPANO – Förderschwerpunkt 3 „Normung und Standardisierung“

Projektpartner: Fraunhofer IVV, Außenstelle für Verarbeitungsmaschinen und Verpackungstechnik Dresden, Polymer Service GmbH Merseburg und DIN e. V. Berlin 

Laufzeit: 01.10.2017 bis 30.09.2019

Beschreibung des Projekts: Zur Ermittlung von Öffnungskräften an ganzen Verpackungen stehen die DIN 55409:2012, Verpackung – Prüfverfahren zur Bestimmung von Öffnungskräften an peelbaren Verpackungen – Teil 1: Flexible Packmittel sowie die DIN 55409:2013, Verpackung – Prüfverfahren zur Bestimmung von Öffnungskräften an peelbaren Verpackungen – Teil 2: Formstabile Packmittel zur Verfügung. Diese Normen werden in der Qualitätssicherung von Unternehmen der Verpackungsindustrie und bei abpackenden Unternehmen eingesetzt. Das Prüfverfahren wurde in die internationale Normung als Bestandteil der ISO 17480:2015, Verpackung – Leichte Handhabbarkeit – Leichtes Öffnen übernommen.

Durch neueste Forschungsergebnisse des Fraunhofer IVV Dresden (IGF-Vorhaben 18613 BR „EasyReliablePeel“) ist es möglich, nicht erst im Produktionsprozess, sondern bereits im Entwicklungs- und Designprozess der Verpackung Öffnungskräfte anhand der an Streifen bestimmten Peelnahtfestigkeit und der Siegelnahtkontur vorauszuberechnen. 

Die nach DIN 55529 ermittelten Siegelnahtfestigkeitswerte sind für die Vorausberechnung der Siegelnahtfestigkeit nicht geeignet. Beim so genannten T-Peel-Test (u. a. DIN 55529) hat die Steifigkeit/Dicke der zu prüfenden Folien erheblichen Einfluss auf den Trennwinkel und damit auf die gemessenen Kräfte. Damit weicht die ermittelte Nahtfestigkeit stark von der real aufzubringenden Kraft ab.

Damit ist die bestehende Norm DIN 55529 nicht dazu geeignet, peelbare Folien in Hinblick auf das Öffnungsverhalten kompletter Verpackungen zu bewerten, da sie von anderen Prüfparametern ausgeht bzw. andere, speziell für Peelfolien bedeutende Einflussgrößen nicht berücksichtigt. Dies kann dazu führen, dass Packstoffe unter Anwendung der DIN 55529 dahingehend entwickelt und optimiert werden, dass bestimmte Peelkraftwerte erreicht werden, bei denen eine leichte Öffenbarkeit erwartet wird. Gegebenenfalls sind diese Werkstoffe jedoch für leicht zu öffnende Verpackungen nicht geeignet.

Ziel des Projekts: Die im Rahmen des Projektes zu erarbeitende DIN SPEC soll also ein Prüfverfahren zur realitätsnahen Ermittlung der Peelnahtfestigkeit an Folienstreifen beschreiben und eine Ergänzung zur etablierten DIN 55529 (Siegelnahtfestigkeit) für den Sonderfall „Peel“ darstellen.

Mit dem Ergebnis des Projektes wird eine standardisierte Prüfmethode zur Verfügung stehen, mit der die Eignung von Packstoffen zur Herstellung von leicht zu öffnenden Packungen bewertet werden kann. Weiterhin können Packstoffhersteller, Abpacker und Maschinenbauer die auf Basis des neuen Standards ermittelte Peelnahtfestigkeit als Spezifikationsparameter nutzen.

gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Projektlaufzeit: 1. März 2015 – 31. August 2017

Projektpartner:

• Ventury GmbH Energieanlagen Dresden
• sema Gesellschaft  für Innovationen mbH Coswig
• POLIFILM Extrusion GmbH, Südliches Anhalt
• Folienwerk Wolfen GmbH
• Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM Halle
• Gesellschaft  zur Förderung von Medizin-, Bio- und Umwelttechnologien GMBU e.V.

Gesamtprojektvolumen: 4,2 Mio. Euro (davon PSM: 0,56 Mio. Euro)

Ziel des Verbundvorhabens: Gegenstand des geplanten Projektes ist es, hochwertige funktionelle Kunststofffolien und -schichten zu entwickeln, die feindisperse Ligninpartikel als Zuschlagstoff oder chemisch modifizierte Ligninderivate als Synthesekomponente enthalten. Derartige Kunststoffe können dann als hochwertige Verpackungsfolien, als elektrisch leitende Schichten und Folien oder möglicherweise sogar als kostengünstige Ionenaustau­scherfolien für Membrantrennverfahren und Diaphragmen in Elektrolysezellen genutzt werden. Ein weiterer Ansatz ist die Nutzung vom Lignin abgeleiteter Phenolderivate für Klebeschutzfolien als Ersatz für den derzeit als Kleber verwendeten Naturkautschuk. Das bestehende Eigenschaftsspektrum der hochwertigen polymeren Grundmaterialien soll dabei erhalten und durch Ligninbeimischungen verbessert und ergänzt werden. Die technologische Machbarkeit und die spätere Einsatzfähigkeit der Folien und Schichten stehen dabei im Mittelpunkt.

Projektziel PSM: Das wissenschaftlich-technische Arbeitsziel der Polymer Service GmbH Merseburg besteht in einer werkstoffwissenschaftlichen Beschreibung mechanischer Eigen­schaften der ligninhaltigen Folien. Es erfolgt eine fundierte mehrparametrige Analyse der Kratz- und Haftfestigkeit, des Weiterreißwiderstandes und des Langzeitverhaltens lignin­modifizierter Kunststofffolien unter Anwendung von speziell adaptierten und neu entwickelten Prüfverfahren, z.B. des instrumentierten Kratzversuchs für Folien und mit weiteren folienspezifischen, bruchmechanischen Bewertungsmethoden.
Im Rahmen des Forschungsvorhabens ist die Anschaffung eines registrierenden Kratzprüf­gerätesystems mit Ritztiefenmessung vorgesehen.

gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Projektlaufzeit: 1. September 2015 – 31. August 2017

Projektpartner:

• BioSolutions Halle GmbH
• FilmoTec GmbH, Bitterfeld-Wolfen
• Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM Halle

Gesamtprojektvolumen: 760 Tausend Euro (davon PSM: 195 Tausend Euro)

Ziel des Verbundvorhabens: Das zentrale wissenschaftliche Arbeitsziel dieses Projekts ist die Erzeugung von antimikrobiell ausgerüsteten Gelatine-Beschichtungen mit verbesserter Haftung auf dem Basismaterial Polyethylenterephthalat (PET), um die Langzeitstabilität von optischen Archivfilmen zu verbessern. Bevor die Gelatine-Schicht aufgebracht wird, wird zunächst eine plasmachemische Oberflächenbehandlung zur Erzeugung einer haftvermit­telnden Schicht durchgeführt. Die antimikrobielle Ausrüstung soll durch Inhaltsstoffe aus Buchenblättern und Buchenrinde erfolgen, mit anwendungsnahen Besiedlungstests sollen die antimikrobiellen Eigenschaften nachgewiesen werden. Dazu gehört auch die Entwicklung neuer mechanischer Prüfverfahren zur quantitativen mehrparametrigen Bewertung der Haftfestigkeit und Langzeitstabilität der Mehrschichtfolien. 
Das technische Arbeitsziel des Vorhabens ist es, die Langzeitstabilität der Archivfilme signifikant zu erhöhen. Dazu müssen vorrangig zwei technische Probleme gelöst werden: die Verbesserung die Haftung der Gelatineschicht und die Vermeidung des Biofouling durch eine antimikrobielle Ausrüstung der Gelatineschicht. Die Oberfläche der PET-Unterlage soll durch die atmosphärische Plasmabehandlung mit zugeführten Haftvermittlern so modifiziert werden, dass die Haftung der Emulsionsschichten chemisch unterstützt und damit wesent­lich verbessert wird. Im Anschluss an die chemische Modifizierung werden dünne Gelatine­schichten, die zusätzlich antimikrobielle Wirkstoffe aus Buchenblättern enthalten, unter Verwendung nasschemischer Technologien abgeschieden. Im Rahmen der Einsatzqualifizie­rung der antimikrobiell ausgerüsteten Schichten müssen umfangreiche chemische, morpho­logische und mechanische Untersuchungen erfolgen und die antimikrobiellen Eigenschaften vergleichend untersucht werden.

Projektziel PSM: Das wissenschaftlich-technische Arbeitsziel des Teilprojekts besteht in einer werkstoffwissenschaftlichen Beschreibung mechanischer Eigenschaften der zu untersuchen­den Archivfilme. Es erfolgt eine fundierte mehrparametrige Analyse der Kratz- und Haft­festigkeit, des Weiterreißwiderstandes sowie des Langzeitverhaltens bzw. der Langzeitstabi­lität der oberflächenmodifizierten Archivfilme unter Anwendung von speziell adaptierten und neu entwickelten Prüfverfahren, z.B. durch Entwicklung eines Verfahrens zur reprodu­zierbaren Quantifizierung der Schichthaftung in Mehrschichtkunststofffolien, insbesondere PET-basierten Archivfilmen, unter Anwendung des instrumentierten Kratzversuchs und mit weiteren folienspezifischen, bruchmechanischen Bewertungsmethoden. Als Ergebnis der Untersuchungen werden verallgemeinerungsfähige Zusammenhänge zwischen technologi­schen und chemischen Parametern der haftvermittelnden Schicht, der Mikrostruktur der Schicht und der Filme sowie der Haftfestigkeit der Schichten und Langzeitstabilität der Archivierungsfilme aufgestellt.

Projektlaufzeit: 1. September 2015 – 31. August 2017

Projektpartner:

• FilmoTec GmbH, Bitterfeld-Wolfen
• POLIFILM Extrusion GmbH, Südliches Anhalt
• MABA Spezialmaschinen GmbH, Bitterfeld-Wolfen
• Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM Halle

Gesamtprojektvolumen: 2,5 Mio. Euro (davon PSM: 0,25 Mio. Euro)

Ziel des Verbundvorhabens: Die Oberflächenmodifizierung von Kunststoffen ist für eine Vielzahl von Kunststoffanwendungen zwingend notwendig. Besonders im Bereich der Verpackungsindustrie sind die Oberflächeneigenschaften der technischen Folien und Stretchfolien für die ordnungsgemäße Erfüllung ihrer Funktion essentiell. Eine verbesserte Haftung von Druckfarben und Beschichtungen für Etiketten- und Kaschierfolien, eine Optimierung der Ablöseeigenschaften von Schutzfolien und eine allgemeine Optimierung des Abwickelverhaltens von Folien bei immer höheren Geschwindigkeiten pro Rolle sowie die Selbst-Adhäsion von Stretchfolien stellen dabei die wichtigsten Anwendungsgebiete für modifizierte Folienoberflächen dar. In einem weiteren Marktbereich funktionell beschichteter Folien, den fotografischen Filmen, ist die Haftung der aufgebrachten Mehrschichtsysteme essentiell. Aus diesen und anderen Anwendungsfeldern ergibt sich ein konkreter Bedarf für neue Herangehensweisen bei der komplexen chemischen und physikalischen Gestaltung von Kunststoffoberflächen, woraus sich auch das Ziel des Verbundvorhabens ableitet: Die Erforschung und Weiterentwicklung einer kombinierten Mikro- und Nanoprägeverfahrens und die gemeinsame Überführung des Verfahrens in eine Technologieplattform zur kontinuierlichen Oberflächenstrukturierung und Modifizierung von Kunststofffolien.

Projektziel PSM: Im Rahmen der Eignungsprüfung des Prägeverfahrens zur kombinierten Mikro- und Nanostrukturierung von Kunststoffoberflächen als eine Grundlage zur Anwendung moderner Beschichtungstechnologien sollen spezifische registrierende Eindringprüfverfahren entwickelt werden, die die mehrparametrige Quantifizierung der mechanischen Performance oberflächennaher oder lokaler Materialbereiche insbesondere beschichteter Kunststofffolien gestatten. Als Anwendungsbeispiele im Verbundprojekt sind Silberhalogenidfilme für Archivierungszwecke mit PET als Trägermaterial zu nennen, bei denen die langzeitstabile Haftung zwischen Emulsionsschicht und Unterlage zu verbessern ist, um die geforderte Haltbarkeit von mehr als 500 Jahre zu sichern. Ein anderes Anwendungsbeispiel ist die Schließung der technologischen Lücke zur kostengünstigen und direkten Oberflächenveredelung von Schutz- und Verpackungsfolien auf Basis von PE.

Projektlaufzeit: 1.1.2013 – 31.12.2016

Projektpartner: lyondellbasell, Basell Polyolefine GmbH Frankfurt a.M.

Ziele und Inhalte des Projekts: Das grundlegende Ziel einer modernen Verkehrs- und Umweltpolitik besteht darin, die gesellschaftlich notwendige und technikdurchdrungene Mobilität möglichst umweltgerecht zu gestalten. Zur Realisierung dieses nachhaltigkeitsbasierten Grundansatzes bedarf es außer neuartigen und effizienteren Motorentechniken insbesondere innovativer Werkstoffe geringer Dichte mit hohen Gebrauchseigenschaften, die darüber hinaus (vor dem Hintergrund der Einbindung künstlicher Erzeugnisse in eine kreislaufgerechte Wirtschaftsweise) günstige Recyclingeigenschaften aufweisen. Thermoplastische Kunststoffe wie z.B. das im automoti­ven Sektor vorrangig eingesetzte Polypropylen und dessen Modifikationen werden diesen Anforderungen in besonderem Maße gerecht. Diese sind bei geringem Energieeinsatz leicht aus der Schmelze verarbeitbar und kostengünstig herzustellen. Ihr Eigenschaftsprofil lässt sich in weiten Grenzen durch entsprechende Modifizierungen variieren und an den vorgesehenen Einsatzzweck anpassen. Ein weiterer gewichtiger Aspekt einer ökologisch ausgerichteten Wirtschaftsweise ist die Erweiterung der Produktlebenszyklen zur Schonung energetischer, stofflicher und teils endlicher Ressourcen einerseits sowie der Verminderung von Abfällen, Abwässern, Luftemissionen etc. anderseits.

Bereits in der frühen Phase der Werkstoffentwicklung kommen Verfahren der modernen Werkstoffprüfung zum Einsatz, die eine zuverlässige Vorhersage der Mindesteinsatzdauer und Bruchsicherheit eines unter statischer Beanspruchung stehenden Kunststoffbauteils ermöglichen. Die Besonderheit für unter mechanischer Beanspruchung stehende polymere Werkstoffe im Vergleich zu den metallischen und anorganisch-nichtmetallischen Werkstoffen ist das neben dem wohlbekannten elastischen (vollständig reversibel) und plastischen (irreversibel) Verformungsverhalten bereits bei Raumtemperatur in Erscheinung tretende linear- und nichtlinear-viskoelastische Werkstoffverhalten (in Form von Kriechen (Retarda­tion) und Relaxation). Nichtlinear viskoelastisch bedeutet hierbei, dass das zeit- und temperaturabhängige Verformungsverhalten zusätzlich von der Last abhängt, wodurch die Vorhersagbarkeit der Einsatzdauer eines Kunststoffbauteils unter statischer Beanspruchung deutlich erschwert wird. Aus diesem Grund wird die Bestimmung des Langzeitkriechverhal­tens polymerer Werkstoffe experimentell in Langzeitkriechversuchen (so genannten Zeit­standzugversuchen) durchgeführt, die jedoch äußerst zeitaufwändig sind, größere Proben­volumina und mehrere Prüfanlagen benötigen und infolge dessen mit finanziell hohen Aufwendungen verbunden sind. 

Aus diesem Grund besteht das wesentliche Ziel des Projektes darin, eine neue, quasi zerstörungsfreie Methode unter Anwendung des Stepped-Isothermal-Verfahrens zur schnel­len und kostengünstigen Ermittlung des Langzeitkriechverhaltens mittels der registrierenden Eindringprüfung zu entwickeln. Dieses Verfahren ist insbesondere auch für die Untersuchung kleiner Probenvolumina und Oberflächen geeignet und gestattet dadurch das Kennwert­spektrum innovativer Polymerwerkstoffe mit kleinem Materialaufkommen (wie so genannte Werkstoff-Entwicklungsmustern) wesentlich zu erweitern und das mechanische Langzeitver­halten bei Einsatzbedingungen von Kunststoffbauteilen zu berechnen. Der zentrale ökologi­sche Ansatz "des Denkens vom Ende her" bei der Entwicklung und Generierung solcher Kunststoffbauteile soll damit auch unter ökonomisch deutlich vorteilhafteren Gesichtspunkten erfüllt werden.

Förderprogramm: ZIM-KF
Laufzeit: 01.04.2014 bis 30.03.2016
Kooperationsparter: Hochschule Merseburg (Prof. Heuert)

Das Ziel des  Vorhabens ist die Entwicklung eines hybriden Verfahrens der Kunststoffdiagnostik, bei dem der konventionelle Zugversuch bzw.  ein Spannungsrelaxationsversuch unter Zugbeanspruchung mit der NMR-Spektroskopie gekoppelt wird. Mittels der gewonnenen Ergebnisse sollen Struktur-Eigenschafts-Korrelationen unverstärkter und füllstoffverstärkter Elastomere ermöglicht werden, da das Verfahren geeignet erscheint, die deformationsabhängige molekulare Struktur elastomerer Werkstoffe quantitativ zu beschreiben. Die Anwendung des zu entwickelnden hybriden Prüfverfahrens soll es ermöglichen, eine mikrostrukturelle Beurteilung während der Beanspruchung/Deformation von Elastomeren vorzunehmen. Insbesondere für Elastomere wie Naturkautschuk (NR), die eine dehnungsinduzierte und damit auch dehnungsabhängige Kristallisation zeigen, stellt das Verfahren eine geeignete Möglichkeit dar, die mechanischen Eigenschaften strukturbezogen und zeitabhängig quantitativ zu charakterisieren. Durch das Projekt wird  die Voraussetzung geschaffen, perspektivisch Aufgabenstellungen zu bearbeiten, die sich mit  ungelösten Problemen von Rissinitiierung und Rissausbreitung von Elastomeren beschäftigen.

Kunststoffe sind Gegenstand einer Reihe von Prüfverfahren, die verschiedene spezifische Werkstoffeigenschaften für den Nachweis von nicht zugänglichen Geometrien, inneren Grenzflächen, Füllstoffen, Verstärkungen und Strukturveränderungen ausnutzen. Dabei kommt vor allem aus wirtschaftlichen Gründen der zerstörungsfreien Prüfung (ZfP) eine besondere Bedeutung zu. Im Gegensatz zu anderen eingeführten ZfP-Verfahren weist die Ultraschallprüfung erhebliche Vorteile auf, die vor allem durch ihre messtechnischen Einsatzmöglichkeiten, aber auch sicherheitstechnisch und wirtschaftlich begründet sind. Die Ultraschalltechnik wird allerdings bei Kunststoffbauteilen im Vergleich zu anderen Prüfverfahren kaum eingesetzt, weil noch erhebliche Defizite in der Adaption der Ultraschallwandler an die Kunststoffe und der Anpassung der Messtechnik an kunststoffspezifische Belange sowie in der Interpretation der Messergebnisse bestehen. Grundsätzlich ist die hohe Schalldämpfung in Kunststoffen für die Vorbehalte der Prüfingenieure gegenüber der Anwendung der Ultraschalltechnik an diesen Werkstoffen verantwortlich. Bei Kunststoffen mit Füllstoffen bzw. Verstärkungen kommt die Schallstreuung und die Anisotropie der akustischen Eigenschaften hinzu, welche die Auswerteproblematik durch den geringen Signal-Rausch-Abstand (Gras) forciert. Allerdings ist in einigen Fällen bei Nutzung extensiver Auswertemethoden die Bestimmung größerer Wanddicken möglich, wie in eigenen Arbeiten nachgewiesen wurde. Die kurz dargestellten Schwierigkeiten bei der Anwendung der Ultraschalltechnik insbesondere auf Kunststofffügenähte begründen die Notwendigkeit einer interdisziplinären Herangehensweise in Kooperation mit entsprechend ausgerichteten Industriepartnern. Dabei ist die Zielstellung der Polymer Service GmbH Merseburg (PSM) die weitere Verbesserung des wissenschaftlich-technischen Know-hows für die zerstörungsfreie Kunststoffprüfung und Schadensdiagnostik sowie die Erweiterung der prüftechnischen Möglichkeiten auf dem Gebiet der Ultraschallverfahren für Forschung und Dienstleistung. Speziell wird die Aufstellung als Schnittstellenpartner zwischen Hochschule und Industrie für besondere Bauteilprüfungen mit Ultraschall angestrebt, wodurch eine nachhaltige Umsatzentwicklung erwartet wird. Entsprechend der Firmenphilosophie von PSM werden die physikalischen Eigenschaften der untersuchten Kunststoffe im Ausgangszustand und im Schweißnahtbereich im Vordergrund stehen.

PA-Werkstoffe werden aufgrund ihres mechanischen Eigenschaftsniveaus in wachsendem Maße für industrielle Applikationen in der Automobil- und Elektroindustrie eingesetzt. Defizite bestehen derzeit noch im grundlegenden Wissen über die Zusammenhänge zwischen den Herstellungsbedingungen und der Struktur und den Eigenschaften der verwendeten Werkstoffe sowie der eingesetzten Füll- und Verstärkungsstoffe. Aus diesem Grund sollen die Untersuchungen in diesem Projekt an PA-Werkstoffsystemen durchgeführt werden, die unter Variation von Qualitäts- und Produktionsbedingungen mit schnell laufenden Doppelschneckenextrudern hergestellt wurden. Als zu untersuchende Werkstoffsysteme werden zwei Basis-PA-Werkstoffe eingesetzt:

1.  Hochverstärkte Polyamide PA 6 mit 50 M-% Glasfasern und
2.  Hochschlagzähe Polyamide PA6 mit 40 M.-% Glasfasern und 5 M.-% Modifier

Im Vordergrund der Untersuchungen steht dann eine mechanische und bruchmechanische Eigenschaftsbewertung unter Einbeziehung der Produktionsbedingungen und -kosten.
Neben einer Grundcharakterisierung der PA-Werkstoffsysteme unter Nutzung von standardisierten Grundversuchen der mechanischen und thermischen Kunststoffprüfung soll der Einfluss der Verarbeitungsbedingungen unter Anwendung bruchmechanischer Konzepte charakterisiert werden. Hybride Methoden der Kunststoffdiagnostik ergänzen die Auswahl der verwendeten Verfahren. 
Zusätzlich soll im Rahmen des Projektes eine Bewertung der Produktionskosten unter Berücksichtigung von Material- und Energiekosten vorgenommen werden.
Schlussfolgernde Empfehlungen für Qualitätsgrenzwerte der Polyamidrohstoffe zur Herstellung von Compounds für Automobilanwendungen und die Erarbeitung von Vorschlägen für kostenoptimierte Produktionsbedingungen zur Sicherung der festgelegten Produktqualitäten sollen das Projekt abschließen.

Im Rahmen dieses Forschungsprojektes wurde von Herrn Dr.-Ing. Markus Kroll eine Promotionsarbeit angefertigt.

Hybride PA 6-Werkstoffe – Methoden der bruchmechanischen Zähigkeitscharakterisierung und Eigenschaftsprofil in Abhängigket von den Verarbeitungsbedingungen und der Werkstoffzusammensetzung
Kroll, Markus
ISBN 978-3-8440-2335-0
Shaker Verlag Aachen, 2013
(siehe AMK-Büchersammlung unter B 1-25)