CT-Aufnahme eines Kunststoffschaumes zur dreidimensionalen Erfassung und Bewertung (Bild: IKT Universität Stuttgart)
13.03.2026 Mischeroptimierung für das physikalische Extrusionsschäumen
Am Institut für Kunststofftechnik (IKT) der Universität Stuttgart startet ein neues Forschungsprojekt zur automatisierten Mischeroptimierung für das physikalische Extrusionsschäumen. Ziel ist es, die Herstellung von Kunststoffschäumen mit definierter Zellstruktur gezielt zu verbessern und damit Materialien mit geringer Dichte, hoher mechanischer Dämpfung sowie guten Wärme- und Isolationseigenschaften bereitzustellen.
Kunststoffschäume werden überall dort eingesetzt, wo Leichtbau und Materialeffizienz im Vordergrund stehen, etwa im Bauwesen oder in der Mobilität. Denn durch sie lassen sich Werkstoffeigenschaften gezielt einstellen und Ressourcen einsparen.
Im Fokus des Projekts steht die gezielte Auslegung von Mischelementen innerhalb des Extrusionsprozesses. Deren Geometrie und Anordnung beeinflussen maßgeblich, wie gleichmäßig Gas und Kunststoffschmelze vermischt werden und wie sich anschließend die Schaumstruktur ausbildet. Aufbauend auf einem bestehenden Simulationswerkzeug wird eine Optimierungsumgebung weiterentwickelt, die CAD-Modellierung, numerische Strömungssimulation und einen automatisierten Optimierungsalgorithmus miteinander verknüpft. Die Simulationen werden anschließend durch experimentelle Schäumversuche an einem modular aufgebauten Extruder ergänzt. Zur detaillierten Analyse der resultierenden Schaumstrukturen kommt die Röntgen-Computertomografie zum Einsatz. Damit lassen sich Zellgrößen, Verteilungen und die Homogenität der Schäume dreidimensional erfassen und bewerten.
Langfristig soll das Projekt dazu beitragen, den Schäumprozess robuster und effizienter zu gestalten, um so neue Potenziale für innovative Leichtbaumaterialien zu erschließen.
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