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Spritzgießen Aufgrund von umgebungsbedingter Spannungsriss-Bildung fallen jedes Jahr mehr Kunststoff-Bauteile aus als durch Ermüdung, Kerbwirkung oder Kriech- und Relaxationseffekte. Am IKV, Aachen, werden die Zusammenhänge zwischen Prozessparametern beim Spritzgießen, den inneren Formteil-Eigenschaften und der Spannungsriss-Beständigkeit für den Werkstoff Polycarbonat untersucht. Dabei konnten die herstellungsbedingten Eigenspannungen der Kunststoff-Bauteile als wesentliche Einflussgröße auf die Neigung zur Spannungsriss-Bildung identifiziert werden. Die Spannungsriss-Beständigkeit spritzgegossener Probekörper aus Polycarbonat konnte durch gezieltes Einstellen Eigenspannungszustands verbessert werden.

Die Prozessparameter Einspritzgeschwindigkeit sowie Schmelze- und Werkzeugtemperatur haben Einfluss auf die inneren Eigenschaften und die Gebrauchseigenschaften eines Formteils. In Versuchen wurden diese Parameter variiert und daraus Zugstäbe mit unterschiedlichen Eigenspannungen als Probekörper hergestellt. Die Spannungsriss-Beständigkeit dieser Probekörper wurde anschließend anhand von Medien-Zeitstand-Zugversuchen ermittelt. Hierbei zeigte sich, dass ihre Spanungsriss-Beständigkeit allein durch eine geeignete Wahl der Prozessparameter um bis zu hundert Prozent gesteigert werden kann.

Der Einfluss von Molekülorientierungen hat sich hingegen als vernachlässigbar herausgestellt. Gegenstand weiterer Untersuchungen ist die Frage, inwiefern sich die an der Zugstab-Geometrie ermittelten Zusammenhänge zwischen Fertigungsparametern, inneren Eigenschaften und Spannungsriss-Beständigkeit auf komplexe Bauteile übertragen lassen. Ziel des Projekts ist die Erstellung von Richtlinien, die den Kunststoffverarbeiter in die Lage versetzen sollen, Formteile mit optimierter Spannungsriss-Beständigkeit zu produzieren.

Kontakt:
Nikolai Borchmann,
borchmann@ikv.rwth-aachen.de