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Werkstofftechnik/Spritzgießen

17.09.2010

Optimierung der Prozessparameter

Die Spannungsrissbildung unter Medieneinfluss ist eine der bedeutendsten Ursachen für den Ausfall von Kunststoffteilen. Sie ist von daher von enorm hoher technisch-wirtschaftlicher Relevanz. Eine grundlegende Untersuchung des Einflusses der Herstellbedingungen auf die Spannungsrissbildung fehlt bislang.

WERKSTOFFTECHNIK/SPRITZGIESSEN Die Spannungsrissbildung unter Medieneinfluss ist eine der bedeutendsten Ursachen für den Ausfall von Kunststoffteilen. Sie ist von daher von enorm hoher technisch-wirtschaftlicher Relevanz. Eine grundlegende Untersuchung des Einflusses der Herstellbedingungen auf die Spannungsrissbildung fehlt bislang. In Voruntersuchungen am IKV konnte bereits nachgewiesen werden, dass sich durch eine geschickte Wahl der Prozessparameter die Spannungsrissbeständigkeit erhöhen lässt.
In einem aktuellen Forschungsprojekt des IKV wird nun zunächst der Einfluss des Spritzgießprozesses auf die Spannungsrissbeständigkeit untersucht. Dazu werden Zugstabgeometrien aus Polycarbonat hergestellt, wobei Schmelzetemperatur, Werkzeugtemperatur, Einspritzgeschwindigkeit, Nachdruckhöhe und -dauer variiert werden. Diese Parameter sind wesentlich für die Ausbildung der inneren Eigenschaften und auch der Gebrauchseigenschaften eines Formteils. Im Medien-Zeitstandzugversuch wird die Spannungsrissbeständigkeit der Formteile geprüft. Zeitgleich werden die inneren Eigenschaften wie Eigenspannungen und Molekülorientierungen analysiert.
Weiterhin wird untersucht, ob die zuvor ermittelten Zusammenhänge zwischen Fertigungsparametern, inneren Eigenschaften und Spannungsrissbeständigkeit auf komplexe Formteile übertragen werden können. Hierzu werden Praxisbauteile mit Prozessparametern hergestellt, die bei den Zugstabgeometrien zu einer hohen Spannungsrissbeständigkeit geführt haben. Auch diese Bauteile werden im Medien-Zeitstandzugversuch geprüft und mit Messdaten von Bauteilen verglichen, welche mit nicht optimierten Parametern hergestellt wurden.
Als Ergebnis des Projekts werden Richtlinien erstellt, die dem Verarbeiter helfen sollen, das Risiko der Medien-Spannungsrissbildung durch Optimierung der Prozessparameter zu minimieren.

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