IKV: Aachener Kunststoffforscherin erhält WAK-Preis

Diplomingenieurin Silke Allert, wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Kunststoff- verarbeitung (IKV, www.ikv-aachen.de), Aachen, erhielt aus den Händen des Preisstifters Wilfried Ensinger und des Jurymitglieds Professor Dr.-Ing. Alois K. Schlarb, TU Kaiserslautern, für ihre Diplomarbeit mit dem Titel "Untersuchung des Fließ- und Erstarrungsverhaltens hochgefüllter Metall/Thermoplast-Compounds" den Wilfried-Ensinger-Preis. Mit dem Preis werden hervorragende Arbeiten auf dem Gebiet der Entwicklung und Beschreibung technischer Kunststoffe für innovative Anwendungen ausgezeichnet. Den Preis verleiht der Wissenschaftliche Arbeitskreis Kunststofftechnik (WAK). Die Preisverleihung fand im Rahmen der Feierlichkeiten zum 10-jährigen Bestehen des Instituts für Polymerwerkstoffe und Kunststofftechnik (PUK) an der TU Clausthal statt. In den vergangenen Jahren erhielten die Aachener Kunststofftechniker regelmäßig Auszeichnung des WAK. Seit 2002 gingen insgesamt 12 von bisher 42 verliehenen Preisen an Diplomanden und Doktoranden des Instituts für Kunststoffverarbeitung in Aachen.

Über die Arbeit von Silke Allert
Gegenstand der preisgewürdigten Arbeit ist ein elektrisch leitfähiges Kunststoffcompound. Dieses dreikomponentige Compound besteht aus einem Thermoplasten, Kupferkurzfasern und einer eutektischen Zinn-Zink-Legierung mit einer Schmelztemperatur von 199 °C, die während der Verarbeitung des Compounds schmelzeflüssig vorliegt. Die Legierung lagert sich auf charakteristische Weise an den Kupferfasern an, sodass ein dichtes, dreidimensionales Netzwerk leitfähiger Pfade in der thermoplastischen Matrix entsteht und Leitfähigkeiten bis im Bereich reiner Metalle erreicht werden. Das Vorhandensein einer niedrigviskosen Komponente und der schlagartige Anstieg der Viskosität bei Unterschreiten der Schmelztemperatur der Legierung führen zu einem komplexen Fließ- und Erstarrungsverhalten während der Spritzgießverarbeitung. Als Grundlage für eine weiterführende Prozessanalyse wurde daher zunächst anhand einer phänomenologischen Betrachtung von Füllstudien und der systematischen Gegenüberstellung mit ungefüllten und rein fasergefüllten Materialien ein Fließmodell erarbeitet. Es wird gezeigt, dass insbesondere die hohe Wärmeleitfähigkeit des Materials zu unregelmäßigen Fließfronten und Wandgleiteffekten während des Formfüllvorgangs führen kann. Darüber hinaus wird das Zusammenspiel der drei Komponenten anhand der Prozessgrößen der Spritzgießverarbeitung sowie der resultierenden Metallverteilung im Bauteil bei Verwendung unterschiedlicher Polymere charakterisiert. Das Compound besitzt im Zuge der zunehmenden Funktionsintegration und Miniaturisierung ein hohes Potenzial für den Einsatz in elektronischen Anwendungen wie Moulded Interconnect Devices (MID), Sensoren oder elektromagnetischen Abschirmungen.

Bild: v.l.n.r.: Professor Dr.-Ing. Alois K. Schlarb, Silke Allert, Wilfried Ensinger

Institut für Kunststoffverarbeitung, Aachen

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