Während früher eher nüchterne Aspekte wie Funktionen, Leistung und Ausstattung die entscheidenden Kriterien beim Kauf eines Fahrzeugs darstellten, wird seit einigen Jahren vom Kunden zunehmend Wert auf das optische Erscheinungsbild gelegt. Eine hohe Innenraumqualität vermittelt dem Kunden Luxus und Exklusivität und ist längst nicht nur für Premium-Marken ein Muss. Mittlerweile stellt auch in Nutzfahrzeugen eine perfekte Innenraumabstimmung hinsichtlich Farbe, Textur und Glanz ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal dar. Demzufolge wachsen auch die optischen Qualitätsansprüche an Kunststoffbauteilen für den Innenraum. Das menschliche Auge kann Farbe nie als alleinstehendes Merkmal wahrnehmen, sondern es sieht immer das Gesamterscheinungsbild aus Farbe und Oberfläche. Dadurch werden Bauteile mit exakt gleichem Farbton aber unterschiedlichem Oberflächenglanz verschiedenfarbig wahrgenommen. Daher ist messtechnische Erfassung von Farbe und Glanz mittlerweile zum Standard bei den Zulieferern für die Automobilindustrie geworden. Bei der Fertigung spritzgegossener Bauteile ist dabei zu beachten, dass auch der Herstellungsprozess einen Einfluss auf die Farbe und den Oberflächenglanz haben kann. Hierzu wurden am SKZ umfangreiche Untersuchungen durchgeführt und die wesentlichen Einflussfaktoren der Plastifizier- und der Formteilbildungsphase auf die Farbe der gefertigten Teile für verschiedene Werkstoffe herausgearbeitet. Bei der Auswertung der Farbmessungen zeigte sich, dass höhere Temperaturen in der Regel zu dunkleren und weniger gesättigten Farbtönen führen, was auf einen thermischen Abbau der Pigmente oder auf eine Verfärbung des Grundmaterials schließen lässt. Wird das Material bei der Verarbeitung einer höheren Scherung ausgesetzt, z.B. durch eine geringe Wandstärke im Anschnittbereich, werden die gefertigten Teil tendenziell heller und gesättigter. Bei der Einfärbung mit Masterbatch ist der Einsatz einer speziellen Mischdüse bzw. einer Spezialschnecke mit Mischelementen zu empfehlen, falls bei Verwendung einer Standardschnecke aufgrund unzureichender Homogenisierung der Schmelze Schlieren im Formteil auftreten. Die maßgeblichen Einflussgrößen auf die Abformung der Werkzeugoberfläche und damit auf den Glanzgrad sind die Einspritzgeschwindigkeit und die Werkzeugtemperatur. Hohe Einstellungen der beiden Prozessparameter erzielen eine bessere Abformung. Bei polierten Oberflächen führt dies zu einer Erhöhung des Glanzgrads, bei erodierten bzw. strukturierten Oberflächen zu einer Reduzierung. Weiterhin ist für eine hohe Oberflächenqualität eine ausreichende Nachdruckwirkung erforderlich, da durch mangelnden Schwindungsausgleich Einfallstellen am Bauteil entstehen können, die als lokale Glanzunterschiede wahrgenommen werden. Die Herstellung hochqualitativer, farbabgestimmter Bauteile im Spritzgießprozess stellt somit für die Verarbeiter immer wieder eine Herausforderung dar, die allerdings durch ausreichende Kenntnisse über das Färb- und Glanzänderungsverhalten lösbar ist.
While rather sober aspects such as functionality, performance and equipment once constituted the decisive criteria when purchasing a vehicle, for some years now customers have been placing increasing value on visual appearance. A high quality interior conveys a feeling of luxury and exclusivity to the customer and has long been a must even outside the premium sector. In the meantime, perfect interior harmonization with regard to color, texture and gloss has become an important differentiator even in commercial vehicles. As a result, the optical quality requirements made of plastic components are also on the increase for the interior. The human eye can never perceive color as an independent characteristic, but rather always sees the overall picture composed of color and surface. This means that components with exactly the same hue but a different surface gloss are perceived as having different colors. This is why the metrological determination of color and gloss has in the meantime become standard at suppliers to the automotive industry. In the manufacture of injection-molded components it is to be noted that even the manufacturing process can have an influence on color and surface gloss. In this regard extensive investigations have been carried out at SKZ and the main factors in the plastication and molding phases which influence the color of the manufactured parts have been identified for various materials. During evaluation of the color measurements it was found that higher temperatures generally lead to darker and less saturated colors, which points to a thermal degradation of pigments or to discoloration of the base material. If the material is exposed to greater shear during processing, for example, due to a low wall thickness in the gate area, the molding tends to have a lighter and more saturated color. The use of a special mixing nozzle or a special screw with mixing elements is recommended when coloring with masterbatch if the use of a standard screw results in streaking in the molding due to insufficient homogenization of the melt. The decisive factors influencing accurate reproduction of the mold surface and thus the degree of gloss are the injection rate and the mold temperature. High settings for these two process parameters secure better reproduction. In the case of polished surfaces, this leads to an increase in gloss, while with eroded or structured surfaces a reduction. An adequate holding pressure is still required for a high surface quality since sink marks may occur in the molding due to a lack of shrinkage compensation. These are perceived as local differences in gloss. The manufacture of high-quality, color-matched components in the injection moulding process is a constant challenge for the processors but one which can be solved with an adequate knowledge of how color and gloss change behaves.
Einfluss des Spritzgießprozesses auf Farbe und Glanz
Influence of the injection molding process on color and gloss
2015
11 Seiten, Bilder, Tabellen
(inkl. 9 S. Folienpräsentation); (engl. Version S. 385-395)
Conference paper
German
Glanz , Farbton , optisches Bild , Nutzfahrzeug , Fertigungsprozess , Herstellungsablauf , Innenraum , Formteil , Kunststoffteil , Messtechnik , Automobilindustrie , Spritzgießen , Farbmessung , thermischer Abbau , Verfärbung , Homogenisierung , Grundmischung , Harmonisierung , Qualitätsförderung , Spritzgießform , Einflussfaktor , Hochtemperatur , Gießform
Einfluss des Spritzgiessprozesses auf Farbe und Glanz
Automotive engineering | 2015
|Qualitaetsnachweis:Alterung, Glanz und Farbe
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|Farbe und Glanz. Objektive Messung untersuetzt Oberflaechenbeurteilung
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|Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils mittels eines Spritzgießprozesses
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