LaMoFlo

Projekte

High-rate laser surface texturing of 3D injection molds to fabricate functionalized easy-flow polymer containers – LaMoFlo

Thematisch befasst sich das Forschungsprojekt mit einer vielfach insbesondere in der Lebensmittel- und Abfallindustrie auftretenden Problemstellung, dass die dort eingesetzten Behälter durch Anhaftungen an den Behälterwänden nur unvollständig entleert werden können. Das wiederum erfordert für die vollständige Entleerung der Behälter einen erhöhten Arbeitsaufwand. Zugleich wirken sich die rückständig im Behältnis verbliebenen Lebensmittelreste oder andere organischen Anhaftungen nachteilig auf das gesellschaftliche Leben aus, da die Zersetzung organischer Stoffe zu Fäulnis, folgender Versäuerung und Eutrophierung bis hin zu globaler Erwärmung führt. Ein zusätzlich bei der Müllentsorgung auftretendes Problem ist das Festfrieren des Abfalls im Müllcontainer, wie es vornehmlich in kaltgemäßigten Klimazonen (wie Kanada) zu finden ist, was als Folge zu übervollen oder zerstörten Mülltonnen und ebenso herumliegendem Müll führt.

Eine Lösung für dieses direkt das tägliche Leben betreffende Problem wird im Forschungsvorhaben in Form der Herstellung von nichtanhaftenden und dadurch sich entsprechend selbstreinigenden Containern erarbeitet. Das Nichtanhaften bzw. der selbstreinigende Effekt wird dabei durch das gezielte Funktionalisieren der Behälterwände durch mikroskopisch kleine Oberflächenstrukturen erreicht. Der Nachweis über die prinzipielle Wirksamkeit solch selbstreinigender Kunststoffoberflächen, die im thermischen Spritzgussverfahren mit Hilfe von lasermikrostrukturierten Spritzgussformen entstehen, wurde bereits von der am Projekt beteiligten Forschergruppe um Prof. A.M. Kietzig (McGill University) erbracht. Das Forschungsziel des Forschungsvorhabens ist die Überführung dieser bisher lediglich im Labormaßstab entstandenen Lasermikrostrukturierungen auf Spritzgussformen unter Beachtung anwendungsnaher Bauteilgrößen und industrierelevanter Fertigungszeiten, was die Grundvoraussetzung für einen industriellen Einsatz der zu entwickelnden innovativen Technologie darstellt. Die Innovation des Forschungsprojektes ist dabei die Übertragung der besonderen Containerwandfunktionalitäten auch auf geneigte Oberflächen, wie sie im realen Anwendungsfall zu finden sind und im Projekt anhand von Müllcontainern nachgewiesen werden sollen. Mit einem TRL 4 zu Beginn des Projektes ist nach Ablauf der angesetzten dreijährigen Projektlaufzeit ein TRL 6 als realistisch zu erwarten. Bei erfolgreichem Projektverlauf ist davon auszugehen, dass die entwickelte Technologie kurzfristig auf eine Vielzahl weiterer Anwendungen des täglichen Bedarfs transferiert werden kann.