Aufruf an kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) zur Teilnahme am Projektbegleitenden Ausschuss im Rahmen eines öffentlich geförderten Forschungsprojektes (AiF-IGF) in Kooperation mit der Universität Siegen

Ausgangssituation:

Moosgummi ist ein gemischtzellig getriebener Gummi-Werkstoff von hoher Druckelastizität und gutem Rückstellvermögen. Es verbindet eine hohe Kompressibilität mit sehr guten Dämpfungseigenschaften und flexibler Verarbeitungsmöglichkeit. Aufgrund der genannten Eigenschaften werden verschiedenste Arten von Dichtungen aus Moosgummi hergestellt. Als Dichtungselement werden Moosgummi-Bauteile hohen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt. Aus dem Druckverhalten des Moosgummi-Profils ergibt sich die Forderung nach weichen Profilen für leichte Schließdrücke und festeren Profilen für stärkere Drücke. Durch entsprechende Mischungen und Änderungen des spezifischen Gewichtes (Dichte) kann das Verhalten der Moosgummi-Bauteile dem Einsatzbereich angepasst werden. Um jedoch den Werkstoff an die gegebenen Anforderungen optimal anzupassen, ist eine umfassende Charakterisierung des Materials bezüglich der mechanischen Kennwerte unausweichlich. Allerdings stehen im Falle des heterogenen Moosgummi, im Gegensatz zu konventionellen Werkstoffen, kaum geeignete Werkzeuge zur allgemeinen Materialcharakterisierung zur Verfügung. Sowohl die experimentelle Untersuchung mit Hilfe von üblichen Kraft-Verformungs-Tests, als auch die numerische Simulation des Materialverhaltens mittels der Finite-Elemente-Methode (FEM) ist auf gewöhnlichem Wege nicht möglich. Bezeichnend hierfür ist, dass es bis heute noch kein allgemein gültiges Materialmodell für Moosgummi in kommerziellen Finite-Elemente-Programmen zur Verfügung steht.

Zielsetzung:

In diesem Projekt wird das mechanische Verhalten von Moosgummivariationen ausführlich charakterisiert, insbesondere wird über das bildgebende Verfahren der Mikro-Computertomographie die innere Struktur der Schäume klassifiziert sowie Zusammenhänge zu den mechanischen Eigenschaften abgeleitet werden. Die Erkenntnisse aus den experimentellen Untersuchungen fließen in die Entwicklungen eines geeigneten Materialmodells zur Anwendung in der Finiten-Elemente-Methode. Dieses Modell soll das äußerst komplexe Materialverhalten von Moosgummi unter beliebiger mechanischer Beanspruchung abbilden können. Hierzu wird ein Übergang einer mikromechanischen Betrachtung des Moosgummis mit Berücksichtigung der intrinsischen Eigenschaften (wie z.B. offene/geschlossene Poren, Porenvolumen, -verteilung, -orientierung und -geometrie), zur makroskopischen Antwort des Werkstoffs auf äußere Belastungszustände entwickelt. Im Folgenden sind die wesentlichen Schritte zum Erreichen des Projektziels aufgeführt:

• Als erstes wird eine mikromechanische Simulation der Moosgummistruktur unter einfachen Belastungen durchgeführt, um die Auswirkung der o.g. Porenkennzahlen auf das Gesamtsystem zu untersuchen
• Der zweite Schritt besteht darin, die erlangten Informationen über die Mikrostruktur als Materialparameter an ein modular aufgebautes Makromodell zu übergeben, das letztendlich als Ausgangsmodell zur Berechnung der komplexen Bauteilgeometrien genutzt wird.
• Während der Umsetzung und zur endgültigen Verifizierung des Materialmodells werden experimentelle Untersuchungen an problemangepassten Probekörpern und Bauteilen realisiert und mit den Ergebnissen aus der Finite-Elemente-Simulation abgeglichen.

Rahmenbedingungen für die Teilnahme:

• Teilnahme an den Sitzungen des Projektbegleitenden Ausschusses (2-3 x jährlich)
• Einbringung geldwerter Leistungen wie z.B. Bereitstellung von Versuchsmaterial, Anlagennutzung, Know-How in bestimmten Fragestellungen

Wettbewerbsvorteile durch:

• Einbringen eigener Interessen und Ideen in den Verlauf des Forschungsvorhabens
• Direkte Nutzung der Forschung durch sofortigen Ergebnistransfer
• Informationen über den aktuellen Stand der Forschung

KMU-Definition nach AiF:

Unter KMU sind im Rahmen der IGF solche Unternehmen zu verstehen, deren Jahresumsatz (einschließlich verbundener Unternehmen) nicht größer als 125 Mio. € ist. Ein verbundenes Unternehmen ist ein Unternehmen, das ein oder mehrere Tochterunternehmen, an denen es mit mehr als 50% beteiligt ist, oder ein Mutterunternehmen hat, das mit mehr als 50% an ihm beteiligt ist. Der maßgebliche Jahresumsatz des verbundenen Unternehmens ergibt sich aus der Addition der Einzelumsätze des Unternehmens selbst sowie aller seiner Tochter- und Mutterunternehmen.

Bei Fragen sprechen Sie uns gerne an!