Mit der Fluidinjektionstechnik (FIT) können komplexe thermoplastische Hohlkörper wirtschaftlich hergestellt werden. Die bei der Fluidinjektionstechnik bei falscher Prozesseinstellung oder ungeeigneter Werkstoffwahl auftretenden Bauteildefekte sind oftmals auf thermische Wechselwirkungen zwischen Fluid und Polymerschmelze zurückzuführen. Diese Fehlstellen werden industriell bislang unter anderem mithilfe von Werkstoffmodifikationen reduziert, welche die Werkstoffkosten deutlich erhöhen. Durch den gezielten Einsatz eines kühlenden Nebels wurde die Variation der thermischen Eigenschaften des Fluids untersucht, um die verfahrensspezifischen Fehlstellen zu reduzieren, ohne auf Werkstoffmodifikationen zurückgreifen zu müssen. Angelehnt an die konventionelle Gasinjektionstechnik (GIT) wird der Prozessablauf um eine Wasserdosierung ergänzt. Das Wasser wird in einer neu entwickelten Zweistoffdüse zerstäubt und der entstehende Nebel wird zur Bauteilausformung verwendet. Im Anschluss an die Druckhaltephase wird der Druck entspannt und das Nebelgemisch tritt aus dem Bauteil aus. Während die Spritzgießparameter, wie Einspritzgeschwindigkeit, Massetemperatur und Nachdruckhöhe, innerhalb der jeweiligen Werkstoffgruppen konstant gehalten wurden, wurden wesentliche Prozessparameter der FIT variiert: - Gasdruck - Wasservolumenstrom - Düsenquerschnitte der Vollstrahldüsen - Aktionszeiten (Fluidhaltezeiten) - Fluidverzögerungszeit (Zeitpunkt der Injektoröffnung). Das neue Verfahren kann mit geringen Investitionen etabliert werden. Anwendungen der GIT können mithilfe eines Zusatzaggregats zur gezielten Injektion eines Wasservolumenstroms erweitert werden. Dadurch können Kühlzeiten reduziert und Schwankungen im Prozess durch einen zusätzlichen Parameter ausgeglichen werden. Über die bekannten Vorteile der GIT im Vergleich zum Kompaktspritzgießen hinsichtlich reduzierter Schwindung und reduziertem Verzug wird die Wirtschaftlichkeit der GIT durch den eingebrachten Wasservolumenstrom weiter gesteigert. Im Verfahrensvergleich wird deutlich, dass sich die Nebelkühlung zwischen den Verfahren der GIT und der WIT einordnet. Oberflächenstrukturen ähneln denen der herkömmlichen GIT und auch nicht modifizierte Werkstoffe können verarbeitet werden. Darüber hinaus können die Kühlzeiten im Vergleich zur GIT reduziert werden und größere Bauteilquerschnitte realisiert werden. In weiterführenden Untersuchungen soll die Nebeldüse in den Fluidinjektor integriert werden, um den Nebel-Spülvorlauf reduzieren zu können und damit die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens weiter zu steigern.
Kunststoffmedienleitungen im Motorraum
Automobiltechnische Zeitschrift - ATZ ; 117 , 1 ; 48-52
2015
5 Seiten, 5 Bilder, 13 Quellen
Article (Journal)
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