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Spritzgießen von Formteilen aus mehreren Komponenten

Zwei bisher wenig untersuchte Aufgabengebiete im Bereich der Mehrkomponentenspritzgießtechnik sind einerseits die Fragestellung nach der möglichen Materialpaarung für Overmoldinganwendungen (Mehrfarbentechnik, Spritzschweißen, Biinjektion, Mehrmaterialspritzgießen, etc.), und andererseits die Konstruktion einer einfachen, kostengünstigen und bedienerfreundlichen Maschine für die Sandwichspritzgießtechnik.

Die mögliche Materialpaarung wird zunächst von der chemischen Seite her analysiert, mit dem Ziel, miteinander verträgliche (kompatible) Materialien zu definieren, die sich in der späteren Anwendung nicht voneinander lösen. Nachdem die chemischen sowie auch physikalischen Grundvoraussetzungen für einen dauerhaften Verbund erklärt sind, werden die Randbedingungen der Spritzgießtechnik betrachtet. Hier werden zwei Ziele verfolgt:

  1. Prüfung der Verbundfestigkeitssteigerung durch Prozessgrößen,
  2. Wege finden, wie ein Verbund gleicher Werkstoffe ("aus einem Sack") unterbunden werden kann, um Formteile mit beweglichen, unproblematisch recyklierbaren Gelenken herzustellen.

Die Verbundfestigkeit wird nur unwesentlich über die Prozessbedingungen beeinflusst. Den Verbund zwischen zwei gleichen Werkstoffen kann man beim Overmoldingverfahren insbesondere durch tiefe Werkzeugtemperaturen unterbinden. Für die Konstruktion einer Sandwichspritzgießmaschine wird zunächst der physikalische Strömungsablauf einer unvermengten Zwei-Komponenten(2K)-Strömung erklärt. Auf dieser Basis erfolgen Überlegungen zu einem völlig neuen 2K-Maschinenkonzept. Die Grundmerkmale dieses Konzeptes sind:

  • problemlose Umrüstbarkeit einer Standardspritzgießmaschine
  • Bedienbarkeit der neuen Maschine ohne Spezialwissen der Sandwichtechnik.

Die Thesen zum Thema Materialkombination und der Beweis der Funktionstüchtigkeit des neuen Maschinenkonzepts werden jeweils empirisch bewiesen. Für die Materialuntersuchung stand dazu ein Mehrkomponentenzugprüfstab zur Verfügung, das Maschinenkonzept wurde mit einer 2-Farben-Maschine mit zwei separaten Spritzaggregaten und einem zweiseitig angebundenen Vierkantstabwerkzeug untersucht.

Read this abstract in English at Kunststoffe-international.com
 Christoph Jaroschek

Christoph Jaroschek
Institut für Kunststoffverarbeitung
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen

Informationen

Freie Schlagwörter: Mehrkomponententechnik, Sandwich, Spritzgießen, Verbundfestigkeit, Verbindungsfestigkeit, Monosandwich, Overmolding, Spritzschweißen
Institut / Lehrstuhl: Fakultät Maschinenwesen der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule
Sprache: Deutsch
Fachgutachter: Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Walter Michaeli(Betreuer), Prof. Dr.-Ing. G. Menges
Erscheinungsjahr: 1993
Anbieter: Wissenschaftlicher Arbeitskreis Kunststofftechnik (WAK) / Kunststoffe.de

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