Participaciones

Debido a los rangos de procesamiento significativamente diferentes del polihidroxibutirato (PHB) y la poliamida 6 (PA 6), el procesamiento conjunto de ambos polímeros supone un reto en términos de ingeniería de procesos. Para evaluar la compatibilidad y procesabilidad de las mezclas PA 6-PHB, se desarrolló primero un proceso de preparación adecuado en una extrusora de doble husillo. Además, se llevó a cabo la producción de PHB coloreado (C) como compatibilizador. Utilizando mezclas de dos y tres componentes, se demostró que es posible producir las mezclas, pero que tienden a coalescer. Aunque los tipos C refinan parcialmente la morfología, no evitan eficazmente la coalescencia. Sin embargo, se puede demostrar un efecto compatibilizador limitado mediante microscopía de fuerza atómica e investigaciones mecánicas. También está claro que un efecto sinérgico de rigidización conduce a un aumento de los módulos de tracción de las mezclas. Como resultado, se alcanza hasta un 131% del valor de la PA 6 pura en el estado de secado por pulverización y un 151% tras el acondicionamiento. Mediante calorimetría diferencial dinámica y espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier, el efecto podría atribuirse al aumento de la cristalinidad.

Comité de doctorado

Presidente: Prof. Dr. rer. nat. W. Reimers, Technische Universität Berlin Revisor: Prof. Dr.-Ing. D. W. Auhl, Technische Universität Berlin Revisor: Prof. Dr.-Ing. R. Weinlein, ikd, Darmstadt University of Applied Sciences

Día del debate científico: 17.12.2019, Universidad Técnica de Berlín

Los procesos de fabricación generativa son una herramienta muy utilizada para la producción de prototipos en el entorno industrial desde hace más de 30 años. La fabricación por capas fundidas (FLM) genera muestras de visualización a partir de filamentos termoplásticos mediante el proceso de deposición de filamentos en 2½ dimensiones. El hecho de que este proceso sólo sea adecuado para la producción de muestras funcionales en una medida muy limitada se debe a la fuerte anisotropía de los componentes estratificados. El punto débil de los componentes con una mesoestructura es la adhesión de las capas individuales de los componentes entre sí. Las propiedades adhesivas reducidas en las costuras de unión se superponen además en las zonas de los bordes por las concentraciones de tensión introducidas continuamente.

Un sistema FLM de bajo coste, abierto tanto en términos de espacio como de software, con unos costes de inversión de unos 1.000 euros, se amplía para incluir la activación de superficies en línea. Esta ampliación, que cuesta menos de 250 euros, ha permitido mejorar notablemente la adherencia del revestimiento. Si una capa de un componente se activa con radiación infrarroja o aire caliente antes de aplicar la siguiente capa, aumentando así la temperatura en el momento de la unión, también aumenta la proporción cohesiva en la zona de unión. Estos entrelazamientos moleculares interlaminares deben desprenderse durante el ensayo de impacto destructivo según Charpy, que se caracteriza evidentemente por la formación de fracturas blancas. El aumento de la energía de impacto para destruir las probetas con superficie activada es representativo del aumento de la adherencia del revestimiento. Un análisis microscópico de la superficie de fractura muestra que la proporción cohesiva de la superficie total aumenta por la activación de la superficie.

La producción y el ensayo de las geometrías de las probetas investigadas en un sistema FLM de alta gama con un espacio de instalación cerrado templado a 75 °C y unos costes de inversión de unos 15.000 euros conducen a valores de adherencia del recubrimiento similares a los del sistema FLM de bajo coste y validan la funcionalidad del proceso desarrollado posteriormente.

Día del debate científico: 03.09.2018, Universidad Técnica de Berlín

La fusión inicial de polímeros termoplásticos por disipación de energía plástica no se comprende suficientemente y sigue siendo una laguna de conocimiento crucial en la descripción del proceso de la extrusora de doble husillo corrotante.

Se presenta una configuración de ensayo en la que se puede observar y registrar el transporte, la compresión y la deformación de gránulos de plástico en la sección transversal de la zona de plastificación de una extrusora de doble husillo. Se llevaron a cabo investigaciones sistemáticas con diferentes velocidades, temperaturas, polímeros termoplásticos, geometrías de pellets y niveles de llenado con el fin de demostrar su influencia en la fusión inicial debida a la disipación de energía plástica. La evaluación se llevó a cabo mediante grabaciones de alta velocidad y mediciones de par. Esta configuración permitió por primera vez obtener información sobre los parámetros que influyen significativamente en la fusión inicial por disipación de energía plástica de termoplásticos durante su procesamiento en extrusoras de doble husillo corrotantes.

Las investigaciones han demostrado que durante la disipación de energía plástica se suministra mucha energía al material en muy poco tiempo. Esto provoca un aumento local de la temperatura de aproximadamente 21 K en unas centésimas de segundo. El polímero, con sus propiedades mecánicas y termodinámicas, tiene una influencia decisiva en el aporte de energía. La cantidad de material que se deforma en la zona del fuelle depende principalmente del tamaño de los gránulos. A medida que aumentan la velocidad y la presión, se suministra más energía al material.

Día del debate científico: 20 de julio de 2018, Universidad Técnica de Berlín

En este trabajo se demostró que es posible procesar un termoplástico de alta temperatura (PPS) mediante sinterizado láser con un sistema modificado.

El análisis y la optimización del PPS permitieron evaluar los métodos de caracterización. Se utilizó la poliamida 12 como referencia. Se demostró que los distintos métodos de medición para determinar la fluidez y la fluidez muestran la misma tendencia, pero no son directamente comparables entre sí. Cada método de medición es significativo en sí mismo, pero no puede transferirse. Las pruebas muestran que la fluidez depende en gran medida de la forma y el tamaño de las partículas. En particular, la distribución del tamaño de las partículas tiene una influencia significativa. Las fuerzas de adhesión entre partículas en el polvo también desempeñan un papel importante.

El control del proceso es el que más influye en la calidad de los componentes. Por lo tanto, la tecnología de planta disponible y utilizada desempeña un papel decisivo. En general, existe una gran necesidad de mejora en este aspecto, especialmente cuando se procesan polímeros alternativos. Esto se debe a la necesidad de un control más preciso del proceso cerca de la curva característica del polímero.

Día del debate científico: 14 de julio de 2016, Universidad Técnica de Berlín

Día del debate científico: 07.07.2015, Universidad Técnica de Berlín

Para que los plásticos sean conductores de la electricidad, se mezclan cargas en la matriz polimérica durante la composición. Si se acepta el color negro, el negro de humo es el material elegido porque es el más fácil de procesar y el más económico. El proceso de mezcla es el mayor reto para el mezclador. Para obtener un buen compuesto, el negro de humo debe distribuirse homogéneamente en la matriz polimérica y conservar su estructura, sensible al cizallamiento. Si es posible conservar la estructura del negro de humo, se puede conseguir una red continua y eléctricamente conductora de negro de humo con un bajo contenido de relleno. Este trabajo investiga la influencia de la tecnología de proceso de una extrusora de rodillos planetarios (PWE) en la conductividad eléctrica de las poliolefinas rellenas de negro de humo. Los compuestos basados en plásticos semicristalinos se producen en diferentes condiciones de procesamiento y con diferentes contenidos de negro de humo. La conductividad eléctrica se determina en probetas moldeadas por inyección y prensadas. Además de las propiedades eléctricas, también se investigan las propiedades morfológicas y mecánicas. En el proceso de moldeo por inyección, la dosificación directa en la masa fundida conduce a la conductividad eléctrica más alta, mientras que el proceso de prensado de placas conduce a la más baja. Otra conclusión de este trabajo es que la conductividad eléctrica está menos influida por la tecnología de proceso de la extrusora de rodillos planetarios que por el tipo de negro de humo, el contenido de negro de humo y el método de procesamiento. Al analizar las propiedades mecánicas de las probetas de ensayo, se encontró, como era de esperar, que la resistencia al impacto entallado y los valores de elongación disminuyen con el aumento del contenido de negro de humo, mientras que los valores característicos relevantes para la resistencia, como el módulo de tracción y la tensión de rotura, mejoran.

Día del debate científico: 10 de diciembre de 2013, Universidad Técnica de Berlín

Día del debate científico: 01.11.2011, Universidad Técnica de Berlín