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Qualitätsorientierte Betrachtung der Gasinjektionstechnik beim Spritzgießen

Formteilauslegung, Prozessoptimierung und Qualitätsüberwachung

Die vorliegende Arbeit diskutiert die Gasinjektionstechnik anhand des Teilfüllverfahrens der GIT und stellt Lösungsansätze und Interpretationshilfen für die Analyse des Prozesses vor.

Zunächst werden die aus der Fachliteratur bekannten Grundlagen und die experimentellen Befunde einer phänomenologischen Betrachtung unterzogen. Im Rahmen der Darstellung der experimentellen Ergebnisse wird das Prozessverhalten für Fließkanalquerschnitte unterschiedlicher Größenordnung analysiert. Es wird ein empirischer Zusammenhang zwischen Druck, Fließquerschnitt und Gasblasenquerschnitt hergeleitet. Dabei kann festgestellt werden, dass der Gasvolumenstrom mit der Fließgeschwindigkeit und dem Gasblasenquerschnitt korreliert. Aus den Untersuchungen ergibt sich eine resultierende Gasblasenquerschnittsfläche AGas , die von null an mit steigendem Gasdruck einen Grenzwert AGas,Grenz erreicht.

Im Zusammenhang mit der Formteilauslegung kann festgestellt werden, dass sich viele Veröffentlichungen auf die Notwendigkeit der Abstimmung zwischen Fließfrontverlauf im Formteil und Gasinjektionsort hingewiesen wird. Dieser Punkt wird in der vorliegenden Arbeit aufgegriffen, indem eine Methode zur Festlegung von Schmelze- und Gasinjektionspunkten vorgestellt und anhand eines Beispiels verifiziert wird. Ein wesentlicher Aspekt ist dabei die Annahme, dass der Anwender der GIT nur einen geringen Spielraum zur Änderung der Formteilgeometrie hat, wie es in Kunden-Lieferanten-Beziehungen häufig der Fall ist.

Ein weiteres Kapitel dieser Arbeit beschäftigt sich mit der Darstellung von Methoden zur Optimierung und Überwachung von GIT-Prozessen. Die Methoden basieren auf linearen multiplen Regressionsmodellen, die zur Sollwertoptimierung oder zur Qualitätsüberwachung herangezogen werden können. Die Anwendung von statistischen Prozessmodellen für die Qualitätsüberwachung wurde bereits in diversen Veröffentlichungen verschiedener Autoren erläutert. Bei der Übertragung der Methoden auf die GIT sind ergänzend dazu die GIT-spezifischen Prozessgrößen zu betrachten, die in einer kurzen Darstellung aufgeführt und erläutert werden. Merkmale durch korrelierende Prozessparameter zu prognostizieren, spielt in der modellgestützten Qualitätssicherung eine zentrale Rolle. Aus diesem Grund wird die Ermittlung von Ersatzkriterien für die Gruppe der sogenannten indefiniblen Merkmale diskutiert, d. h. für diejenigen Merkmale, die sich nicht durch ein Prozessmodell abbilden lassen oder aufgrund ihrer eingeschränkten bzw. mit hohem Aufwand verbundenen Messbarkeit für die modellgestützte Prozessüberwachung ungeeignet sind.

Der gezielte Einsatz der in dieser Arbeit vorgestellten Methoden – nicht notwendigerweise im vollen Umfang, sondern angepasst an die jeweilige Aufgabenstellung – und die Berücksichtigung der dargestellten Prozesszusammenhänge leisten einen Beitrag zur positiven Beantwortung der Frage nach der Beherrschbarkeit des GIT-Prozesses.

Read this abstract in English at Kunststoffe-international.com
 Hans-Peter Heim

Hans-Peter Heim
Fachbereich 10 Maschinentechnik
Universität Paderborn

Informationen

Freie Schlagwörter: Gasinjektionstechnik, GIT, Spritzgießen, Qualitätssicherung, statistische Prozessüberwachung, Werkzeugauslegung
Institut / Lehrstuhl: Institut für Kunststofftechnik der Universität Universität Paderborn
Sprache: Deutsch
Fachgutachter: Prof. Dr.-Ing. H. Potente (Betreuer), Prof. Dr.-Ing. A. Limper
Erscheinungsjahr: 2001
Anbieter: Wissenschaftlicher Arbeitskreis Kunststofftechnik (WAK) / Kunststoffe.de

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