Diplomarbeiten der Abteilung Kunststofftechnik

 

Jede Schülerin und jeder Schüler muss zum Abschluss ihrer HTL-Karriere eine Diplomarbeit im jeweiligen Fachbereich einreichen. In der Abteilung Kunststofftechnik hat es Tradition, das Zweierteams in Kooperation mit einem Unternehmen ein brachenrelevantes Thema erarbeiten. Die folgenden Beiträge sollen Ihnen einen Einblick geben, wie umfangreich und vielfältig einige der Projekte aus den vergangenen Jahren waren. 

 

Schuljahr 2019/2020

Bewertung der Nachhaltigkeit von Post-Concumer-Rezyklaten

Im Sinne einer seitens der EU geforderten Kreislaufwirtschaft wird die Verwendung von Rcyclingmaterialien zunehmend bedeutend. Neben der ökologischen Nutzung solcher Materialien spielen jedoch auch technologische und ökonomische Aspekte eine große Bedeutung. In dieser Arbeit wurden daher aktuell am Markt verfügbare Post Consumer Rezyklate (PCR) auf ihre technologischen Eigenschaften untersucht und ein Konzept zur Bewertung der wirtschaftlich-ökologischen Nutzbarkeit erstellt.

Beurteilung der Alterung von Polyamid im SLS-Verfahren

Unter den Begriffen 3D-Druck oder Additive Fertigung vereinen sich neueste Fertigungsmethoden, welche bislang ungeahnte Freiheiten in der Gestaltung bzw. dem Design von Bauteilen ermöglichen. Das Selektive Laserschmelzen (SLS) zählt hierbei zu den vielversprechendsten Methoden und überzeugt vor allem durch seine hohe Auflösung und die guten mechanischen Eigenschaften. Diese Arbeit untersuchte die Wiederverwendbarkeit des im SLS-Verfahren eingesetzten Polyamidpulvers, um eine zugleich wirtschaftliche wie auch zuverlässige Nutzung dieser Technologie zu gewährleisten.

 

Schuljahr 2018/2019

Entwicklung einer sauerstoffpermeablen Biopolymerfolie

Der Einsatz von Biopolymeren für Lebensmittelverpackungen rückt zunehmend in den Fokus der Verpackungsindustrie. Die Anforderungen an Lebensmittelverpackungen, insbesondere eine geringe Sauerstoffdurchlässigkeit, wer den von konventionellen Biopolymeren jedoch nur unzureichend erfüllt. Das Ergebnis dieser Arbeit ist ein kompostierfähiges Verpackungsmaterial, welches eine um siebenfache geringere Sauerstoffpermeabilität aufweist, als konventionelle Verpackungsmaterialien.

Evaluierung von Stereolithografiematerialien

Stereolithografie gehört zu den bekanntesten 3D-Drucktechnologien und ermöglich die Herstellung hochpräziser Geometrien mit einer Auflösung von wenigen Mikrometern. Das von der Cubicure GmbH patentierte Druckverfahren erlaubt zudem die Verwendung temperatur- und abriebbeständiger Polymerharze. Diese Systeme wurden im Rahmen dieser Arbeit für den Einsatz als Prototypenwerkzeuge für die Extrusion untersucht, wofür hochabrasive Polymerblends verwendet wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass die untersuchten Harze, selbst nach überdurchschnittlich hoher Beanspruchung, keinen nennenswerten Abrieb aufweisen.

 

Schuljahr 2017/2018

Biologisch abbaubare Kaffeekapseln

Umweltschutz ist ein grundlegender Bestandteil der Ausbildung an der TGM Kunststofftechnik. Aktuelle Bestrebungen der europäischen Union zur Vermeidung von Kunststoffabfällen rücken zunehmend nachhaltige Verpackungslösungen in das öffentliche Interesse. Die in dieser Arbeit entwickelten Biopolymere eigen sich zur ökologisch unbedenklichen Entsorgung auf dem hauseigenen Kompost und sind vollständig biologisch abbaubar.

Antibakterielle Kunststoffe in der Medizin

Kunststoffe sind in vielen Bereichen von enormer Bedeutung. In kaum einem Gebiet ist das so ersichtlich wie in der modernen Medizin. Vor allem der Einsatz als sterile Operationsutensilien und resistente Prothesen ist von unschätzbarem Wert. Multiresistente Keime und der steigende Bedarf an keimfreien Produkten aus Kunststoffen stellen daher hohe Anforderungen an die Kunststofftechnik. In dieser Diplomarbeit wurden antibakterielle Kunststoffe auf ihre Verarbeitung und Anwendbarkeit für die Medizintechnik untersucht.

 

Schuljahr 2016/2017

Brandverhalten von Polyolefinen: Auswirkung von Vernetzeranteil und Flammschutzmittel

In erneuter Zusammenarbeit mit der Montanuniversität Leoben wurden verschiedene Kunststoffe und Additive diversen flammtechnischen Versuchen zugeführt. Eine wesentliche Erkenntnis für die Montanuniversität Leoben war, wie Vernetzer und Flammschutz hinsichtlich der Wärmefreisetzung zusammenwirken. Genauere Informationen sind zusammenfassend im Poster „Brandverhalten von Polyolefinen: Auswirkungen von Vernetzeranteil und Flammschutzmittel“ ersichtlich.

Evaluierung einer Methode zur Oberflächenspannungsmessung von Thermoplastischer Stärke

Moderne Lebensmittelverpackungen sind hochkomplexe Produkte, welche unterschiedlichste Aufgaben, wie die Aromadichtheit oder eine ansprechende Optik, erfüllen müssen. Die optische Qualität wird hierbei zumeist durch Bedrucken erreicht. Die Eignung zur Bedruckbarkeit neuer ökologischer Kunststoffverpackungen ist jedoch, aufgrund des hygroskopischen Verhaltens der Materialien, nicht mit herkömmlichen Verfahren charakterisierbar. In dieser Diplomarbeit wurde daher ein neuer Messablauf, welcher er ermöglicht die Oberflächen von Biopolymerfolien zu charakterisieren, entwickelt.

Einfluss von Masterbatchträgern auf die Polymereigenschaften

Wie schon im vergangenen Jahr wurden auch 2016/17 erneut die Einflüsse von Kunststoff-Zusätzen ermittelt. Auch hier war von besonderem Interesse, wie die diversen Additive mit Kunststoffen ähnlicher chemischer Zusammensetzung, etwa Polyamid 6 („Perlon“) und Polyamid 6.6 („Nylon“), interagieren und welche Produkteigenschaften daraus resultieren. Genauere Informationen finden Sie auf dem Plakat im Link.

 

Schuljahr 2015/16

Brandverhalten von Polyolefinen und Polyurethanen

Die Schüler führten brandtechnische Untersuchungen von Kunststoffprodukten, zusammen mit der Montanuniversität Leoben durch. Die Diplomarbeit führte zu interessanten Erkenntnissen für die Forscher und Forscherinnen der Montanuniversität Leoben, zum Beispiel wie Vernetzungsgrad und Wärmefreisetzungsrate der Materialien zusammenhängen. Die Ergebnisse werden im Poster „Brandverhalten von Polyolefinen und Polyurethanen“ dargestellt und genauer erläutert.

Processing and product characterization of biopolymers

Die Verwendung von nachwachsenden Rohstoffen, wie zum Beispiel von Stärke, ist in der Kunststoffindustrie zunehmend von Interesse. Durch die natürlichen Eigenschaftsschwankungen von Naturstoffen ist deren Verarbeitung jedoch nicht einfach zu standardisieren und erfordert genaue Kenntnisse des Prozessverhaltens, sowie der erzielbaren Produkteigenschaften. Zur Vertiefung des Verständnisses der Prozessfähigkeit von Thermoplastischer Stärke wurden daher Verarbeitungsuntersuchungen im Rahmen einer Statistischen Versuchsplanung durchgeführt.

Estimation of the influence of masterbatch carries in the mechanical properties of polymers

Die Additivierung mittels Masterbatch stellt eine effiziente und ökonomische Möglichkeit zur Optimierung der Produkteigenschaften in der Kunststofftechnik dar. Die Vielzahl an unterschiedlichen Polymertypen, wie auch der Umstand, dass chemisch ähnliche Polymere unterschiedlich von gleichen Additiven beeinflusst werden, macht die Erstellung einer entsprechenden Datensammlung erforderlich. Durch die Charakterisierung des Einflusses von Masterbatchträger und Farb- bzw. Funktionsadditiven auf die  auf die mechanischen Eigenschaften kann somit auch eine Verbesserung der Kundenberatung beim Einsatz solcher Zusatzstoffe erzielt werden.