Beim Schaumspritzgießen wird der Schmelze des Standardspritzgießprozesses ein externes Treibmittel zugefügt. In den meisten Fällen ist es Stickstoff oder Kohlendioxid in der Form ihres überkritischen Aggregatzustandes. Die vorliegenden Temperatur- und Druckverhältnisse im Zylinder ermöglichen dem Gas im superkritischen Zustand in die Schmelze einzudiffundieren und somit eine Einphasenlösung zu bilden. Damit das Gas in die Kunststoffmatrix eindiffundieren kann, muss das Schmelze-Gasgemisch gut homogenisiert werden. Nachdem sich die Einphasenlösung gebildet hat, darf der Umgebungsdruck nicht unter einen gasspezifischen kritischen Druck abfallen, da ansonsten das Gas wieder aus der Lösung geht. Durch das Einspritzen in das Werkzeug, ändern sich die vorliegenden Druckverhältnisse und die Nukleierung, das heißt eine Keimbildung und das Zeltwachstum beginnen. Ein nicht zu vernachlässigender Faktor beim physikalischen Schäumen ist die Eliminierung innerer Spannungen im Bauteil. Wer sich für dieses Verfahren entscheidet, muss seine Maschine mit einer veränderten Konfiguration planen. Der physikalische Schäumprozess kann schon bei einem in der Serienfertigung befindlichen Artikel durch Materialeinsparung und Zykluszeitreduzierung zur Kostenreduzierung beitragen. Die Berücksichtigung der Technologie bereits bei der Artikelkonstruktion ermöglicht dann eine Menge anderer Kostensenkungsmöglichkeiten. Teilweise kann aufgrund der enormen Viskositätsverringerung auf kostengünstigere Materialien zugegriffen werden, und es können Maschinen mit weniger Schließkraft benutzen werden. Im Automobil wurden bei Bauteilen im Interieur/Exterieur bereits neue Design- und Konstruktionsmethoden angewandt, um zusätzlich zu den 'natürlichen' Materialeinsparungen, die durch das Schäumprozess erreicht werden, weitere Gewichtseinsparungen zu erzielen. Auch bei der Herstellung von Schlossgehäusen, die sehr hohen Sicherheitsstandards genügen müssen, hat er Vorteile bei der erforderlichen Dimensionsstabilität erbracht. Bei der Fertigung von Luftmassenrohrsensoren und Gehäuseteilen im Motorbereich wurde der Verzug der Bauteile erheblich gesenkt, die Verarbeitungskonsistenz und die Maßhaltigkeit wurden verbessert.
Physikalisches Schäumen beim Spritzguss und Anwendung im Automobilbau (MuCell Verfahren)
Kunststoffe im Automobilbau, 2006 ; 247-255
2006
9 Seiten, 10 Bilder
Conference paper
German
Physikalisches Schaeumen beim Spritzguss und Anwendung im Automobilbau ( MuCell Verfahren )
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