Forschen an der THD

Innovativ & Lebendig

Technologie Campus Hutthurm (kunststoffcampus Bayern)

Simulation

Robuster, effizienter und nachhaltiger – das ist unsere Mission rund um die Entwicklung, Fertigung und Einsatz von Bauteilen in Kunststoff- und Faserverbundtechnologie. Wie können wir Sie auf dem Weg zu innovativen Produkten unterstützen? 

Über den TC Hutthurm

Wir am Technologie Campus Hutthurm der Technischen Hochschule Deggendorf sehen uns als Forschungsdienstleister rund um innovative Lösungen in der Kunststofftechnik. Im Verbund mit dem Technologie- und Studienzentrum Weißenburg vertreten wir im kunststoffcampus bayern den Ansatz „Ressourceneffizienz durch Prozessentwicklung, Leichtbau und Materialforschung.“

Simulation ist der Versuch, die Realität einzufangen und nachzuempfinden, also die richtigen Modelle als Abbild zu finden. Kern ist die Identifikation der relevanten physikalischen Phänomene, deren Beschreibung mit entsprechenden mathematischen Formeln, die im Regelfall numerisch gelöst werden, um am Ende neue Erkenntnisse über ein gegebenes technisches System zu erlangen oder neue Systeme zu erfinden.

 

Ausstattung

3D-Koordinatenmessgerät (3D-Scanner)

Das optische 3D-Koordinatenmessgerät der VL-Serie erfasst mithilfe von Streifenprojektionsbildern komplexe Formen und Geometrien eines beliebigen Messobjektes. 16 Millionen Messpunkte ermöglichen dabei die Bestimmung von Form- und Lagetoleranzen sowie Ebenen-, Profil-, Profilvergleichs- und 3D-Vergleichsmessungen. Zudem kann durch die hochgenaue Erfassung von Messobjekten in Verbindung mit neuster Software eine CAD-Daten-Rückführung erfolgen, um virtuelle 3D-Modelle zu erzeugen und zu bearbeiten.

 

 

Horizontales Einproben-Dilatomete DIL 801

Mit unserem vollautomatischen und hochpräzisen horizontalen Einproben-Dilatometer kann eine Probe über einen Temperaturbereich von -90 °C bis 450 °C bei definierter Atmosphäre gemessen werden. Die Erkenntnisse aus den temperaturabhängigen Dimensionsänderungen können zur Qualitätssicherung und Grundlagenforschung für die Prozess-Simulation verwendet werden.

 

 

Discovery DMA 850

Mittels dynamisch-mechanischer Analyse (DMA) können die mechanischen Eigenschaften von Materialien in Abhängigkeit von Temperatur, Zeit oder Luftfeuchtigkeit beurteilt werden. Durch die Messung der elastischen und viskosen Eigenschaften können komplexe Materialien wie Polymere und Verbundwerkstoffe für die Prozess-Simulation beschrieben und damit bspw. die Glasübergangstemperatur von Polymeren bestimmt werden.

 

 

 

 

Discovery DSC 250

Mithilfe der DSC (Differential Scanning Calorimetry) wird die auf- bzw. abgegebene Wärmemenge einer Probe bei Erwärmung oder Abkühlung ermittelt. Dies ermöglicht die Bestimmung charakteristischer Werkstoffkennwerte (z.B. Phasenübergänge, spezifische Wärmekapazität) insbesondere für gefüllte und ungefüllte Polymere, technische Hochleistungspolymere sowie Faserverbundkunststoffe nach DIN EN ISO 11357-1 bis -7. Diese ermittelten Ergebnisse bilden die Grundlage für Prozesssimulationen.

 

HR-20 Discovery Hybrid Rheometer

Mit dem Rheometer werden Untersuchungen von materialspezifischem Verformungs- und Fließverhalten durchgeführt und dienen als Basis für die Prozess-Simulation. Es können Fließversuche, zeitabhängige Messungen zur Ermittlung des Kriechverhaltens und der Stressrelaxation, aber auch Schwingungsversuche durchgeführt werden. Hierbei wird die Viskosität und die Fließgrenze bestimmt, um ein besseres Verständnis der Verarbeitbarkeit von Kunststoffen zu schaffen.

 

 

 

Dynamische Materialprüfmaschine HC 100 kN

Die Dynamische Materialprüfmaschine dient der Bestimmung charakteristischer Werkstoffkennwerte, insbesondere von gefüllten und ungefüllten Polymeren und technischen Hochleistungs-Polymeren sowie von Faser-Verbund-Kunststoffen. Diese gewonnenen Werte werden sowohl als Basis für Konstruktions- und Auslegungsaufgaben (z.B. von Leichtbaustrukturen und allgemein als Input für Simulationen) als auch zur relativen Bewertung unterschiedlicher Werkstoffe im Rahmen der Werkstoffauswahl benötigt.

 

 

3D-Drucker Raise3D Pro2

Der 3D-Drucker arbeitet im Fused Filament Fabrication (FFF) - Verfahren. Durch die Integration von Sensorik und die Erfassung von Prozessdaten während des Druckvorgangs wird die Funktionalisierung von 3D-gedruckten Komponenten weiter vorangetrieben. Dies ermöglicht die Herleitung von Material-Prozess-Eigenschaftsbeziehungen, um so die Gesamtperformance additiv gefertigter Bauteile zu steigern.

 

Tätigkeitsfelder

 

Die Simulation ist das Mittel der Wahl, um beispielsweise Werkzeuge für den Kunststoffspritzguss „first right“ zu entwerfen. Dabei kann die Formfüllung mit diversen Materialien und unter variablen Prozessbedingungen vorab bewertet werden, um robust und wirtschaftlich das gewünschte Produkt zu realisieren. Dies spart teure Versuche und die Fertigung von Prototypenwerkzeugen. Außerdem unterstützt es die Suche nach innovativen Lösungen für Werkzeuggestaltung und Prozessführung.

 

Überall wo Massen bewegt werden müssen, wird Energie verbraucht – dort setzt der Leichtbau-Aspekt an. Gewichtsreduktion kann durch alternative Bauweisen wie Sandwich, Rippen oder bionischer Strukturen sowie dem Einsatz hoch-performanter Materialien wie Kohlefaserverbund oder einer Kombination daraus realisiert werden. Zudem sind völlig neue Anwendungsfelder, beispielsweise bei der Kombination von Faserverbundwerkstoffen mit Metallen, möglich.

 

Um Fertigungsprozesse transparenter und robuster zu machen, kommen zunehmend Datenerfassungssysteme und automatisierte Auswerteverfahren zum Einsatz. Letztere benötigen große Datenmengen um den Prozesszustand „kennen zu lernen“ und daraus Schlüsse ziehen zu können. Unser Ziel ist es, durch den Einsatz von Simulation die Fertigungsprozesse robuster zu machen und Null Ausschuss zu realisieren. Dazu können beispielsweise Daten aus der virtuellen Prozessierung als Basis für die Datenanalyse genutzt werden, schon bevor das erste reale Bauteil gefertigt wurde.

 

Gleichermaßen große Herausforderung und Verantwortung ist die Weiter- und Wiederverwendung von Kunststoffprodukten am Ende des Lebenszyklus: Thema Recycling. Wir arbeiten mit an der Initiierung von Verbundprojekten, um die Aufbereitung von Kunststoffabfällen effizienter zu machen und in wertige, technisch anspruchsvolle Produkte zurückzuführen.

Projekte

Die clevere Verknüpfung von Prozess-Simulation und Datenanalyse bietet ganz neue Möglichkeiten zur Effizienzsteigerung von Herstellprozessen für Kunststoffprodukte. Laufende Aktivitäten zielen beispielsweise darauf ab, durch den Einsatz von Prozess-Simulation und Methoden der Künstlichen Intelligenz den Ausschuss bei 3D-gedruckten Hochleistungs-Strukturen von 50 % auf 5 % zu reduzieren.
Zudem bewegen sich Forschungsaktivitäten rund um die Entwicklung und den Einsatz von energie- und kosteneffizienter Fertigungsverfahren für Faserverbund-Komponenten, die insbesondere ohne die Notwendigkeit von Autoklaven auskommen.

Wir arbeiten daran, Projekte anzustoßen, um ein ganzheitliches Material-, Prozess- und Strukturverständnis über Herstellung und Betrieb zu schaffen – Stichwort „digitaler Zwilling“. Im Zusammenhang mit der Digitalisierung der Produktion ist die Materialfluss-Simulation ein weiterer wesentlicher Baustein zur Planung und Sicherstellung robuster und effizienter Produktionsabläufe.

Sie wollen zusammen mit uns im Rahmen eines öffentlich geförderten Projektes oder bilateralen Aktivitäten innovative Ideen zur Anwendung bringen? Dann freuen wir uns auf Ihre Anfrage.

  • Smart3D - Smarter 3D-Druck polymerer Hochleistungs-Systeme
          Partner: TC Grafenau, Ingenieurbüro Muhr GmbH, Kumovis GmbH, nebumind GmbH
  • SurfMod3Dton -  Funktionalisierung 3D (FDM)-Bauteile für Detonationsbeschichtung
          Partner: Reimann Industrietechnik GmbH
  • SensoTwin - Sensorintegrierter Digital Twin für Hochleistungs-Faserverbundanwendungen
          Partner: TC Freyung, TUM, TÜV Süd Industries Service GmbH, Enercon, Fos4x, UL International GmbH
     
  • ForECs - ForschungsCluster Exoskelett – Cyber-physische Systeme für die Arbeitswelt der Zukunft
          Partner: TC Freyung, TC Cham
     
  • Sumida Components & Modules GmbH - Wirkkettenanalyse für Spritzgussbauteile in Hochleistungs-Elektronik-Komponenten
          In Kooperation mit der Firma Sumida erarbeitet der Technologie Campus Hutthurm eine Simulations-Strategie, um die Ergebnisse aus der Spritzguss-Simulation in
          eine Struktursimulation zu übertragen. Mit der anschließenden FE-Berechnung soll eine Optimierung des Lasttragverhaltens bei gleichzeitig verbessertem
          Bauteildesign erzielt werden.
  • Deployables Cubed GmbH - Bei diesem Projekt geht es um die Entwicklung eines Minisatelliten, welcher bis zum Ende des Einsatzes eine Leistung von 100W                   liefern soll. Des Weiteren ist die Struktur derart zu konzipieren, dass diese in das Volumen eines Würfels mit einer Kantenlänge von 10 cm verstaut werden kann,           sicher transportierbar ist, sich am Missionsziel problemlos entfaltet und nicht über zwei Kilogramm wiegt. Um die vorgegebenen Randbedingungen einzuhalten             wird die Umsetzung einer integralen faserverstärkten Trägerstruktur mit neuartigen Gelenken untersucht.
          Zur Validierung der Konzepte werden Entfaltungssimulationen und Versuche durchgeführt.    

Partner

                

 

     

 

                                                                   

 

 

                                                                 

 

                                                                  

 

                            

                                                                                                                          

                 

                                                


Infos für Studierende

Suchen Sie eine herausfordernde und spannende Tätigkeit in einem technisch versierten Forschungslabor? Dann freuen wir uns, Sie kennenzulernen.

Wir bieten den Studierenden der Technischen Hochschule Deggendorf an, für ihre Abschlussarbeit am Technologie Campus Hutthurm zu forschen und diese im Rahmen eines Projektes zu bearbeiten. Außerdem können ausgeschriebene Bachelor- und Masterarbeiten  grundsätzlich auch als Praktikum durchgeführt werden.

Gerne können Sie sich auch bei uns melden, wenn Sie noch auf der Suche nach einer Firma für Ihr Industriepraktikum im Bereich Kunststofftechnik in der Region sind.

Egal um welches Thema es geht – unsere wissenschaftlichen Mitarbeiter stehen Ihnen gerne zur Verfügung

 

Aktuelle Ausschreibungen:

Studien- bzw. Abschlussarbeiten:

Sonstiges:


Aktuelles

Pressefoto

Am 16. April 2021 fand das Auftaktmeeting zum gemeinsamen Projekt „Funktionalisierung 3D (FDM)-Bauteile für Detonationsbeschichtung“ - SurfMod3Dton – am Technologie Campus Hutthurm statt. Bereits nach dem Besuch des wissenschaftlichen Leiters des Technologie Campus Hutthurm Herr Prof. Dr.-Ing. Mathias Hartmann zusammen mit dem wissenschaftlichen Mitarbeiter Sebastian Kölbl im Juli 2020 entstand die Idee eines gemeinsamen Förderprojektes.

Die in unmittelbarer Nähe gelegene Metall- und Beschichtungsfirma Reimann Industrietechnik GmbH in Hofkirchen-Garham legt mit seinen rund 26 Mitarbeitern großen Wert auf Innovation und Regionalität. Gemeinsam besichtigte man die Produktion diverser metallischer Dreh- und Frästeile, wie z.B. Umlenkrollen oder Kontaktrohre, sowie den Bereich der Oberflächenbehandlung zur Erhöhung der chemischen, thermischen und mechanischen Resistenz von Metallbauteilen. Danach forcierte man in intensiven Gesprächen die Möglichkeiten der Beschichtung durch das spezielle Detonationsverfahren (siehe Bild) für Kunststoff- und CFK-Bauteile. Hierbei ergaben sich zahlreiche Anknüpfungspunkte zwischen der Firma Reimann und dem nur ca. 30 min entfernten Technologie Campus Hutthurm. Ein neun monatiges Projekt zur Beschichtung additiv gefertigter Bauteile wurde nun erfolgreich beantragt und am 01.04.2021 gestartet. Fördergeber des Kleinprojektes ist die Bayerische Forschungsstiftung mit Sitz in München.

Der TCH ist gemeinsam mit der Firma Reimann in enger Abstimmung und regelmäßiger Sondierung für weitere gemeinsame Anträge. Hierbei geht es beispielsweise um die Verarbeitung thermoplastischer Formmassen im RIM-Verfahren und anschließender Erhöhung der Oberflächenqualität durch die Beschichtung. Künftige Projekte sollen die Themengebiete Recycling und Nachhaltigkeit als zentrale Bausteine beinhalten. Der Technologie Campus Hutthurm freut sich auf die zukünftige Zusammenarbeit mit der Firma Reimann Industrietechnik GmbH sowie mit weiteren regionalen Firmen.

Pressefoto

Eine ganze Woche lang widmeten sich die Servicetechniker und die Mitarbeiter des Technologie Campus Hutthurm der neu gelieferten Zugprüfmaschine. Durch den tatkräftigen Einsatz aller Beteiligten konnte am letzten Tag des Aufbaus die Maschine ordnungsgemäß übergeben und in Betrieb genommen werden. Dadurch werden ab sofort statische und dynamische Versuche von gefüllten und ungefüllten Kunststoffen sowie Faserverbundkunststoffe durchgeführt. Diese gewonnenen Erkenntnisse über die charakteristischen Werkstoffkennwerte dienen als Grundlage für die Validierung der Prozess- und Struktursimulation.

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Beim Kick off zum THD-intern geförderten Projekt „ForCEs“ für neuberufene Professoren (Prof. Hartmann – TC Hutthurm und Prof. Aumer – TC Cham) wurden die Themen rund um Leichtbau, Simulation, Sensorik und Aktorik sowie Anbindung SmartDevices und virtuelle Realität in Verbindung mit dem Aufbau eines Exoskeletts diskutiert. Im ersten Schritt wurde der bereits gesammelte Stand der Technik und Wissenschaft zusammengetragen und im Anschluss die Anwendungsfelder wie z.B. Medizin / Rehabilitation, Industrie und Militär diskutiert. Abschließend wurden die weiteren Handlungsfelder thematisiert und kategorisiert. Ziel des Projektes ist es, alle relevanten Forschungsbereiche der THD zusammen zu bringen, um der Industrie innovative, zugeschnittene Lösungen für neue Anwendungen aktiver Exoskelette anbieten zu können.

Im Bild v.l.: Maja Köckeis, M.Eng. (TC Cham), Prof. Dr.-Ing. Mathias Hartmann (TC Hutthurm), Sabine Gröller (TC Freyung), Prof. Dr. Wolfgang Dorner, M.Sc. (TC Freyung), Sebastian Kölbl, Dipl.-Ing. (TC Hutthurm), Christina Sigl M.Sc. (TC Freyung), Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Aumer (TC Cham)

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15 Wochen lang waren 4 Maschinenbau- bzw. Mechatronik-Studierende der Technischen Hochschule Deggendorf im Rahmen ihrer, am Technologie Campus Hutthurm (TCH) organisierten, Projektarbeit tätig. In einer ersten Sondierungsphase wurde anhand einer ausführlichen Marktrecherche aus verfügbaren 3D-Druckern ein geeignetes FFF-Kompaktgerät als Basis für die Demonstrationsplattform am TCH ausgewählt, das den Anforderungen an die zukünftigen Fertigungsversuche an generischen Strukturen entspricht. Im Rahmen des Projektes wurden unter anderem Lösungen zur Erfassung und Auswertung von Sensordaten aus Temperaturfühlern, Feuchtigkeitssensoren und einer Thermokamera zum Tracken und Überwachen des Druckprozesses mit eigener Software erarbeitet. Weiterführend erfolgte eine grafische Aufbereitung und Analyse dieser Messwerte. Zur Bestimmung der mechanischen Materialeigenschaften „wie gedruckt“ wurden insgesamt 16 Zugproben mit 4 verschiedenen Ablagestrategien hergestellt und im Prüflabor des Departements Maschinenbau mittels Zugversuchen zerstört. Die Diskussion der Ergebnisse sorgte auch für neue Erkenntnisse der Prozesseinflüsse und lieferte mit der Arbeit im Labor sicherlich eine willkommene Abwechslung zum derzeit vorwiegend online stattfindenden Lehrangebot.

Mit dem „Raise3D Pro 2“ und umfangreicher Messtechnik ist der Technologie Campus nun für zukünftige Projektarbeiten bestens ausgestattet. Die hier gewonnenen Ergebnisse und Erkenntnisse dienen als Grundlage für eine bereits laufende Studienabschlussarbeit, um das Thema einer robusten und gezielten Prozessführung und –überwachung beim 3D-Druck weiter voranzutreiben.

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Mit den noch geltenden Hygienemaßnahmen aber jeder Menge Motivation startete am Montag den 8. Juni 2020 die erste Präsenzvorlesung am Technologie Campus in Hutthurm.

9 Studierende des Studiengangs „Master of Applied Research“ von verschiedenen Hochschulen besuchten die Lehrveranstaltung „FVK-D / FVS-D“ des wissenschaftlichen Campus-Leiters Prof. Dr. Mathias Hartmann. Tischweise und mit genügend Sicherheitsabstand stand der lang ersehnten Präsenzveranstaltung nichts mehr im Weg. Drei Tage lang wurden die zuvor in Online-Vorlesungen vermittelten Grundlagen zu Konstruktion und Berechnung von Hochleistungs-Faserverbundkunststoffen anhand von Praxisbeispielen in die Tat umgesetzt. Die Relevanz von fasergerechtem Design und Nachweis der Funktionslasten wurde an realitätsnahen generischen Anwendungsfällen aus Rennsport und Luftfahrt mit den Softwarepaketen Catia V5 und Abaqus greifbar gemacht. Dabei stand neben dem ein oder anderen „Aha-Effekt“ der Spaß am eigenen Gestalten von virtuellen Produkten durch die Teilnehmenden selbst klar im Vordergrund.

Das gesamte Team freut sich, dass die Veranstaltung trotz der aktuellen Situation stattfinden konnte sowie auf weitere Kurse am Campus.

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Wir starten mit dem erweiterten Team und sind für Sie mit neuer Schlagkraft in allen Fragen rund um die Themen Simulation, Leichtbau und Nachhaltigkeit in der Kunststofftechnik da.

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Der wissenschaftliche Campus-Leiter Prof. Dr. Mathias Hartmann spricht von einer effizienten Vernetzung der Technischen Hochschule Deggendorf und den Firmen vor Ort. Ziel sei dabei, qualifizierte Fachkräfte in die Region zu bringen und den Technologietransfer zu beschleunigen. Durch die fachspezifische technische Ausrichtung auf die Entwicklung von Leichtbaustrukturen, die Herstellprozesssimulation und eine smarte und digitale Fertigung werden kunststoffverarbeitende Unternehmen in ihrer Wettbewerbsfähigkeit und Innovationskraft gestärkt.

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Neben Landrat Franz Meyer durfte der Technologie-Campus Hutthurm noch v.l.: Prof. Dr. Dmitry Rychkov, Operativer Leiter Christian Schopf, Prof. Dr. Andreas Grzemba, Christine Wägemann, Landrat Franz Meyer, Armin Diewald, Landrat Gerhard Wägemann, Vizelandrat Raimund Kneidinger, Prof. Dr. Mathias Hartmann, Bürgermeister Hermann Baumann, Prof. Dr. Christian Wilisch und Heidi Taubeneder begrüßen. 2015 wurde bereits das erste Technologie- und Studienzentrum des „Kunststoffcampus Bayern“ in Weißenburg eröffnet. Landrat Franz Meyer betonte, dass der Campus die Netzwerkbildung und die interkommunale Zusammenarbeit fördere, da Kunststoff der wichtigste Industriezweig und somit Ausgangslage für die Gründung der Campus in Weißenburg und Hutthurm ist. Durch die Wandlung in der Marktgemeinde Hutthurm passt der neue Campus sehr gut zur aktuellen Aufbruchsstimmung. Im Vordergrund steht dabei die Vernetzung mit der Industrie und dem Ausbau des „Kunststoffcampus Bayern“ zu einem international anerkannten Bildungs- und Forschungszentrum.

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Die elfte Außenstelle der Technischen Hochschule Deggendorf wurde im Gebäude der Firma Sorcole eröffnet. Der Campus ist in Partnerschaft mit dem Technologiezentrum in Weißenburg entstanden und ist eine Kooperation quer durch Bayern im Zeichen von Innovation und Zukunftsfähigkeit. Nach dem Vorschlag von Günter Brunner, Geschäftsführer der Firma Sorcole, einen Campus zu eröffnen, wurden viele Gespräche geführt und es vergingen insgesamt 4 Jahre bis zur Eröffnung. Die wissenschaftliche Leitung übernimmt dabei Prof. Dr. Mathias Hartmann. Durch die Simulation von Fertigungsverfahren und die Entwicklung einer „intelligenten Fertigung“ werden Zukunftsperspektiven für junge Fachkräfte in der Region geschaffen.



Anfahrt

Technische Hochschule Deggendorf
Technologie Campus Hutthurm

Hochleiten 1
94116 Hutthurm

+49 (0)8505 919 879-30

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