Integrative Kunststofftechnik Internationales Kolloquium Kunststofftechnik. Nachwuchs. Netzwerk. Innovationen.

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1 INSTITUT FÜR KUNSTSTOFFVERARBEITUNG IN INDUSTRIE UND HANDWERK AN DER RWTH AACHEN Integrative Kunststofftechnik Internationales Kolloquium Kunststofftechnik Februar 2016, Aachen Nachwuchs. Netzwerk. Innovationen.

2 INSTITUT FÜR KUNSTSTOFFVERARBEITUNG IN INDUSTRIE UND HANDWERK AN DER RWTH AACHEN Integrative Kunststofftechnik Internationales Kolloquium Kunststofftechnik Herausgeber: Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen Lehrstuhl für Kunststoffverarbeitung Prof. Dr.-Ing. Christian Hopmann Seffenter Weg Aachen Germany Telefon: Telefax: ISBN: Shaker Verlag, Aachen

3 Download Tagungshandbuch Auf stellen wir Ihnen bis zum 30. Juni 2016 das Tagungshandbuch auch zum Download zur Verfügung. At you can also download the proceedings until 30 June Benutzername: ikv-kolloquium Passwort: XXVIIIKolloq2016 * The proceedings are only available in German language. herausgeber: Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) In Industrie und Handwerk ander RWTH Aachen Lehrstuhl für Kunststoffverarbeitung Prof. Dr.-Ing. Christian Hopmann Seffenter Weg Aachen Germany Telefon: Telefax zentrale@ikv.rwth-aachen.de Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über abrufbar. Copyright Shaker Verlag 2016 Alle Rechte, auch das des auszugsweisen Nachdruckes, der auszugsweisen oder vollständigen Wiedergabe, der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen und der Übersetzung, vorbehalten. Printed in Germany. IsBN Shaker Verlag GmbH Postfach Aachen Telefon: / Telefax: / Internet: info@shaker.de

4 Vorwort Sehr geehrte Gäste des 28. IKV-Kolloquiums, in der Hightech-Strategie der Bundesregierung ist Industrie 4.0 ein zentrales Zukunftsprojekt. BesondereKennzeichen hiervon sind eine hohe Flexibilitätder Großserien-Produktion sowie die Individualisierung der Produkte. Beides erfordert eine neue Art der Industrieproduktion, die erreicht werden soll durch die Integration von Kunden und Lieferanten in die Industrieproduktion einerseits sowie die Kopplung von Produktion und Dienstleistungen andererseits. Dieser Paradigmenwechsel wird als vierte industrielle Revolution bezeichnet und als Chance für die deutsche Industrie aufgefasst. Am IKV wird dieser Ansatz unter der Überschrift Integrative Kunststofftechnik bereits seit geraumer Zeit erforscht. Die vernetzte und individualisierte Produktion ist auch zentraler Gedanke in unseres Exzellenzclusters Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer,der 2006 an der RWTH Aachen eingerichtet wurde und sowohl organisatorische als auch produktions- und informationstechnischeforschung miteinander verknüpft, um so der produzierenden Industrie Instrumente anzubieten, die Wettbewerbsfähigkeit an Hochlohnstandorten nachhaltig erfolgreich zu gestalten. In seinen vier Teilbereichen Individualisierte Produktion, Virtuelle Produktion, Hybride Produktionssysteme und Selbstoptimierende Produktionssysteme werden alle relevanten Aspekte von Industrie 4.0 adressiert. Die Unternehmen der Kunststoffindustrie stehen vor der Frage, welchen Nutzen Industrie 4.0 für sie stiftet und welche Herausforderungen auf sie zukommen werden. Mancher tut sich schwer, Zugang zu diesem Themenkomplex zu gewinnen und konkrete unternehmensspezifische Handlungsfelder abzuleiten. Hier wollen wir mit Referaten von Experten aus der Industrie und mit Berichten aus dem IKV Lösungen anbieten, die durch die Diskussion mit dem IKV-Netzwerk und den Besuch der begleitenden Fachausstellung vertieft und erweitert werden. Dabei beschränken wir uns nicht auf Industrie 4.0, sondern haben viele weitere Themen auf der Agenda: Additive Fertigung, Leichtbau, Ressourceneffiziente Produktion haben ebenfalls große Bedeutung für unsere Branche, und auch hierzu werden Sie auf dem Kolloquium Beiträge finden. Das alles können wir Ihnen präsentieren, weil unsere Forschungsarbeiten, die wir vielfach mit exzellenten Forschungspartnern durchführen, von den Mitgliedern unserer Fördervereinigung und den Institutionen der Forschungsförderung hervorragend unterstützt werden. Dafür gilt allen Beteiligten unser Dank. Ihnen, unseren Gästen, wünschen wir interessante Begegnungen und Diskussionen auf dem Kolloquium und hoffen, dass Sie mit neuen Ideen in ihre Unternehmen zurückkehren. Seien Sie herzlich willkommen in Aachen zum 28. Internationalen Kolloquium Kunststofftechnik! Ihr Christian Hopmann

5 contents page PI Industry 4.0 Strategies for plastics technology 1 PII Digitalization of Materials and Manufacturing 19 PIII Plastic-based lightweight construction potential in the automotive industry at BMW i 23 PIV Additive production in plastics processing 35 PV Use of additive manufacturing in tool production 49 S1 Injection moulding offoamed structural components and precision optics 59 S2 Damage behaviour of fibre reinforced plastics 105 S3 New approaches in rubber processing 157 S4 Integrated and customised production of FRP parts 191 S5 Improved material testing of dynamically stressed thermoplastics 237 S6 Simulating and improving permeation barrier 271 S7 Precision melt engineering Controlling the solidification process in injection moulding 305 S8 Die technology and screw coating in extrusion 353 S9 New production technologies for fibre reinforced polyurethanes 399 S10 Abetter understanding of LFT processing 443 S11 Prediction of inhomogeneous material properties based on local morphology 489 S12 Production of micro scale and microstructured parts 541 S13 Integrative simulation of process-related part properties 583 S14 Quality in the processing and repair of FRP-parts 621 S15 New paths in product development of injection moulded elastomeric parts 663 S16 Integrated production of plastic/metal hybrid parts 697 S17 Ageing of plastics modelling and accelerated testing 739 S18 Systematic development of highly filled plastics 777

6 Inhaltsverzeichnis Seite PI Industrie 4.0 Strategien für die Kunststofftechnik 1 PII Digitalisierung von Material und Fertigung 19 PIII Kunststoffbasierte Leichtbaupotentiale imautomobilbau bei BMW i 23 PIV Additive Fertigung in der Kunststoffverarbeitung 35 PV Einsatzder additiven Fertigung im Werkzeugbau 49 S1 Spritzgießen von Strukturschäumen und präzisionsoptiken 59 S2 Schädigungsverhalten von faserverstärkter Kunststoffen 105 S3 Neue Ansätze in der Kautschukverarbeitung 157 S4 Integrierte und individualisierte Produktion von FVK-Bauteilen 191 S5 Verbesserte Werkstoffprüfung dynamisch belasteter thermoplaste 237 S6 Permeationsbarriere simulieren und verbessern 271 S7 Präzision aus Schmelze Beherrschung der Erstarrung im Spritzgießen 305 S8 Werkzeugtechnik und Schneckenbeschichtung in der Extrusion 353 S9 Neue Verarbeitungstechnologien fürfaserverstärkte Polyurethane 399 S10 Gesteigertes Prozessverständnis bei der LFT-Verarbeitung 443 S11 Morphologiebasierte Vorhersage inhomogener Werkstoffeigenschaften 489 S12 Herstellung mikroskaliger und mikrostrukturierter Produkte 541 S13 Prozessbedingte Bauteileigenschaften integrativ simulieren 583 S14 Qualität inder Fertigung und Reparatur von FVK-Bauteilen 621 S15 Neue Wege bei der Produktentwicklung für spritzgegossene Elastomerbauteile 663 S16 Kombinationstechnologien für Kunststoff/metall-Hybridbauteile 697 S17 Alterung von Kunststoffen modellieren und beschleunigt prüfen 739 S18 Systematische Entwicklung hochgefüllter Compounds 777