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Leichte Integralschäume durch Schaumspritzgießen mit optimierten Werkstoffen und variothermen Werkzeugen

Diese Arbeit befasst sich im Bereich der Kunststoffverarbeitung mit dem Spritzgießsonderverfahren "Schaumspritzgießen". Derzeit liegen nur ungenügende Kenntnisse über das mechanische Verhalten von Integralschäumen in Abhängigkeit des Werkstoffs und der Schaumstruktur vor. Weiterhin erlaubt die verfügbare Spritzgießtechnologie nicht die spritzgießtechnische Fertigung von sehr leichten Integralschäumen. Ziel ist es, das Verständnis über den Zusammenhang zwischen Schäumparametern beim Spritzgießen, der sich ausbildenden Integralschaumstruktur und den mechanischen Eigenschaften an typischen Polypropylenwerkstoffen zu erweitern und zu beschreiben.

Weiteres Ziel ist die Entwicklung einer neuen Variante des Schaumspritzgießens, die eine Herstellung von leichten Integralschäumen unabhängig von der Wandstärke des Formteils ermöglicht und insbesondere niedrigere Flächengewichte zugänglich macht. Durch den Einsatz von variotherm temperierten Tauch-kanten¬werkzeugen wird die ausreichende Kontrolle der drei wichtigen physikalischen Schäumparameter wie Druck der gasbeladenen Schmelze, Expansionsgrad des Schaumkerns sowie Temperatur des Polymers zum Zeitpunkt des Aufschäumens ermöglicht. Die nach diesem Verfahren maßgeschneidert spritzgegossenen Integralschaumstrukturen zeigen bei vergleichsweise dünner Wandstärke einen sehr hohen Expansionsgrad (7-fach), wodurch ein großes Potential zur Gewichtseinsparung, aufgrund hoher spezifischer Biegesteifigkeit, zugänglich wird.

Weiterhin sind bei konstanter Wandstärke möglichst dicke Deckschichten und eine niedrige Dichte im Schaumkern anzustreben, um die mechanischen Biege- und Zähigkeitseigenschaften weiter zu steigern. Schließlich ist festzuhalten, dass das mechanische Eigenschaftsniveau des Integralschaums durch den Anteil der Deckschichten sowie durch seine Gesamtdichte dominiert wird und der Einfluss der homogenen Schaumstruktur bei einer mittleren Zellgröße kleiner 200 µm vernachlässigt werden kann.

Read this abstract in English at Kunststoffe-international.com
 Andreas Spörrer

Andreas Spörrer
Lehrstuhl für Polymere Werkstoffe
Universität Bayreuth

Informationen

Freie Schlagwörter: Schaumstoff, Polypropylen, Integralschaum, Variotherm, Schaumspritzgießen
Institut / Lehrstuhl: Fakultät für Angewandte Naturwissenschaften der Universität Bayreuth
Sprache: Deutsch
Fachgutachter: Prof. Dr.-Ing. Volker Altstädt (Betreuer), Prof. Dr.-Ing. Dietmar Drummer
Erscheinungsjahr: 2010
Anbieter: Wissenschaftlicher Arbeitskreis Kunststofftechnik (WAK) / Kunststoffe.de

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