Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM
Hochleitfähige Komposite für die Funktionsintegration
Mit den elektrisch hochleitfähigen Polymerkompositen ist es erstmals möglich, dem Anwender die physikalischen Eigenschaften eines Metalls in einem thermoplastischen Polymer anzubieten. Diese elektrisch hochleitfähigen Polymerkomposite stellen somit eine hybride Materialklasse dar, womit sie einerseits dem Anwender eine reinmetallische, sehr hohe elektrische Leitfähigkeit ermöglichen. Andererseits bieten sie gleichzeitig die Verarbeitungsvariabilität der thermoplastischen Kunststoffe, wie dem Spritzguss, der Extrusion als auch der des FFF-Drucks. Die Polymerkomposite können im nahezu unverändertem Prozess der bestehenden Anlagentechnik der Anwender verarbeitet werden. Rezyklierung und Recycling sind ohne Probleme auch mit dieser Werkstoffklasse möglich.
Sie benötigen bestimmte Eigenschaften eines Metalls, wie zum Beispiel eine elektrische Leitfähigkeit, in einem Kunststoff?
Dann bietet das Fraunhofer IFAM mit seinen entwickelten Polymerkompositen die Lösung! Die spezielle Compoundtechnik des Fraunhofer IFAM macht es möglich, auf Basis einer großen Bandbreite thermoplastischer Kunststoffe und Elastomere, spezielle Komposite zu fertigen, die zum Beispiel hochelektrisch und / oder thermisch leitfähig sind.
Die so entstandene Kombination aus Funktionsintegration und bekannter Vielseitigkeit der polymeren Verarbeitbarkeit, lässt auf dieser Basis eine quasi neue Materialklasse entstehen. Die Integration hochelektrisch- und thermisch leitfähiger Füllstoffe in einen Kunststoff erfolgt dabei nicht nach einer „Standardrezeptur“, sondern wird nach den Wünschen und dem Bedarf des Anwenders bzw. nach dessen angedachten Verwendungsprofil, hergestellt. Das Fraunhofer IFAM greift dabei auf ein breites Erfahrungsportfolio hinsichtlich möglicher Kombinationen aus thermoplastischen Polymeren und in Frage kommender Füllstoffe, zurück.
Vielseitig und individuell dank spezieller Compoundtechnik
Mit der speziellen Compoundtechnik des Fraunhofer IFAM sind Füllstoffgehalte von rund 90 Gew.% möglich. Die maximalen elektrischen Leitfähigkeiten können bis zu 10^6 S/m betragen und je nach Querschnitt des Materials mit bis zu 20 A beaufschlagt werden. Dennoch lassen sich die Komposite dabei mit nahezu unveränderten Prozessbedingungen der Anlagentechnik weiterverarbeiten, sei es im Spritzguss, der Extrusion oder aktuell häufig auch als Filament via FFF-Druck.
Das Fraunhofer IFAM ist für die Anwender sowohl Entwicklungspartner des entsprechenden Polymerkomposits als auch Dienstleister für weiterreichende Fragen wie der Materialcharakterisierung- und Tests, der Erstellung entsprechender Machbarkeitsstudien als auch Netzwerkpartner bezüglich der späteren kommerziellen Verfügbarkeit des Kompositmaterials.
