Projekt

3D-Charakterisierung der Mikrostruktur von Ver-bund-, Faser- und Schaumwerkstoffen mittels Sub-µm Röntgen-Computertomografie

Projekt

Nov. 2008 - Dez. 2011
Verbund-, Faser-, und Schaumwerkstoffe auf Polymer- und Holzbasis haben wegen ihrer spezifischen Eigenschaften und ihrer vielseitigen Verarbeitungs- und Anwendungsmög-lichkeiten eine sehr große Bedeutung erlangt. Anwendungen von diesen Werkstoffen rei-chen vom Leichtbau (z.B. Automobil- und Flugzeugindustrie) bis zur Elektronik, Freizeitin-dustrie, sowie Textil- und Medizintechnik. Weitere wesentliche Anwendungsgebiete sind im Bereich der Papier-, Bau- und holzverarbeitende Industrie zu finden.
Die Eigenschaften von Verbund-, Faser- und Schaumwerkstoffen werden sehr stark durch die Geometrie der Komponenten und durch Größeneffekte beeinflusst. Daher sind für die Entwicklung und Charakterisierung dieser Werkstoffe hochgenaue und sichere 3D-Messverfahren notwendig. Insbesondere gilt es quantitative Quälitätskennwerte zu erfas-sen, wie die verschiedenen Komponenten wie z.B. Fasern, Füllstoffe und Poren drei di-mensional verteilt sind. Bis jetzt wurde dies zerstörend mittels vieler 2D-Schliffe und Ana-lyse mit einem optischen oder einem Rasterelektronenmikroskop durchgeführt. µ- und Sub-µ-Computertomografie (CT) sind im Gegensatz dazu zerstörungsfreie und echte 3D-Verfahren, die wegen ihrer großen Vorteile in den letzten Jahren immer mehr an Bedeu-tung erlangt haben. Die mit derartigen CT-Systemen erreichbaren Auflösungen bewegen sich im Bereich von 100 µm bis zu 400 nm. Die FH OÖ Wels besitzt neben einem µ-CT-System seit Feb 2008 auch einen CT mit Sub-µm-Auflösung.
Das Projektkonsortium besteht aus 3 Firmenpartnern (Borealis Polyolefine GmbH, Lenzing AG, Trodat GmbH) und 4 wissenschaftlichen Partnern (FH OÖ Wels als Koordinator, FH Salzburg, Transfercenter für Kunststofftechnik GmbH und Institut für Werkstoffwissen-schaft und -technologie der TU Wien). Im Rahmen dieses Projektes werden folgende syn-thetische und auf Naturstoffen basierenden Materialsysteme dreidimensional charakteri-siert: 1.) Verbundwerkstoffe (faser- und teilchenverstärkte Kunststoffe, Holz-und Holz-Kunststoffwerkstoffe), 2.) Fasern und 3.) Polymerschäume. Die Hauptziele sind:
• Aktualisierung der Lehre der FH OÖ (Studiengänge Automatisierungstechnik, Verfah-renstechnische Produktion, Maschinenbau und Material- und Verarbeitungstechnik) und der FH Salzburg (Holztechnologie und –bau, Holztechnik)
• Unterstützung von High-Tech KMUs und Großfirmen aus der Werkstoff-, Kunststoff-, Holz- und Papierindustrie als auch aus vielen anderen Branchen.
• Sicherstellung der Kontinuität in der Drittmittelforschung durch Kompetenzausbau
• Forcierung von wissenschaftlichen Publikationen
• Entwicklung von CT-basierten Methoden zur 3D-Charakterisierung und quantitativen 3D-Vermessung von Verbund-, Faser- und Schaumwerkstoffen
• Ausbau der Forschungsgruppe Computertomografie und Erzielung von Alleinstel-lungsmerkmalen im Bereich Mikrocharakterisierung von mehrphasigen Polymersystemen, Holzwerkstoffen, Fasern und zellulären Materialien.

Forschungsprogramm

FFG FHplus in COIN


Das Projekt wird im Programm FHplus in COIN - Cooperation & Innovation durch das Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie gefördert.

2010
D. Salaberger, K. Arunachalam Kannappan, J. Kastner, J. Reussner, T. Auinger - CT Data Evaluation of Fibre Reinforced Polymers to Determine Fibre Length Distribution - PPS26-2010, Banff, Canada, Kanada,… mehr
2011
B. Plank, B. Harrer, D. Salaberger, J. Kastner - Zerstörungsfreie Charakterisierung von heterogenen Werkstoffen bis in den sub-µm-Bereich mittels Kegelstrahl-Röntgen-Computertomografie - Tagungsband… mehr
2012
B. Heise, S. Schausberger, S. Häuser, B. Plank, D. Salaberger, E. Leiss-Holzinger, D. Stifter - Full-field optical coherence microscopy with a sub-nanosecond supercontinuum light source for material research… mehr
2012
M. Jerabek, M. Reiter, H. Herbst, B. Plank, D. Salaberger, Z. Major - Characterization of short fiber reinforced polypropylene composites - Conference on Industrial Computed Tomography (iCT2012), Wels,… mehr
2012
J. Kastner, D. Salaberger, B. Plank - Hochauflösende Röntgencomputertomografie von faser- und partikelverstärkten Kunststoffen - DACH ZfP Jahrestagung 2012, Graz, Österreich, 2012 mehr
2013
B. Plank, F. Ellert, J. Gruber, C. Gusenbauer, J. Kastner - Detektion von Fehlern in kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen mittels Sichtprüfung, Ultraschallprüfung, Radioskopie, aktiver Thermografie… mehr
2015
J. Kastner, C. Heinzl - X-ray computed tomography for non-destructive testing and materials characterization in Integrated Imaging and Vision Techniques for Industrial Inspection (Editors: Z.Liu, H. Ukida,… mehr
2017
J. Kastner, C. Gusenbauer, S. Senck, G. Rao - Talbot-Lau grating interferometer μXCT for quantitative characterization of polymeric structures by using phase and dark field contrast - APCNDT, Singapur,… mehr