Schaumspritzgießen (eBook)

Volker Altstädt, Axel Mantey (Autoren)

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2010 | 1. Auflage
247 Seiten
Carl Hanser Fachbuchverlag
9783446425743 (ISBN)

Infos

Der Einsatz der Thermoplast-Schaumspritzgießtechnologie führt zu einer Vielzahl neuer Möglichkeiten, die mit den bisher üblichen Spritzgießtechniken nicht genutzt werden konnten. Das Schaumspritzgießverfahren erschließt neue Märkte für innovative Produktformgebung. Optimale Herstellungsmöglichkeiten und niedrigere Stückkosten erlauben den Einsatz in den verschiedensten Industrie- und Technikzweigen.
Neben den zahlreichen Vorteilen des Schaumspritzgießens bestehen auch Herausforderungen für die Anwendung. So bewirkt z.B. eine nicht optimale Prozessführung das Auftreten von fehlerbehafteten Schaumstrukturen, wodurch die Bauteileigenschaften negativ beeinflusst werden können. Ein gutes Verständnis des Verfahrens ist deshalb wichtig für die Kontrolle des Prozesses, um Bauteile mit gewünschten Eigenschaften zielgerichtet zu optimieren.
Der Leser erhält einen umfassenden Überblick Verfahren, Materialien, Maschinen und Anwendungen, um diese Technologie erfolgreich und gewinnbringend in seinem Umfeld einzusetzen.

Aus dem Inhalt:
" Verfahrenstechnik " Treibmittel " Polypropylen " Physik des Schäumens im TSG " Aktuelle Anwendungsbeispiele " Verfahrensvergleich " Einfluss des Spritzgießwerkzeuges

Vorwort 6
Inhaltsverzeichnis 8
1Einleitung 14
Literatur zu Kapitel 1 19
2Historie des Schaumspritzgießens 20
Literatur zu Kapitel 2 26
3Physik des Schäumens 28
3.1Einphasige Polymer-Gas-Lösung 29
3.2Nukleierung 31
3.3Blasenwachstum 34
3.4Stabilisierung 36
3.5Fazit zur Physik des Schäumens 37
Literatur zu Kapitel 3 38
4Treibmittel 40
4.1Einleitung 40
4.2Physikalische Treibmittel 41
4.3Chemische Treibmittel 43
4.3.1Bedeutung der Stoffklassen endotherm und exotherm 45
4.3.1.1Exotherme Treibmittel 46
4.3.1.2Endotherme Treibmittel 48
4.3.1.3Kombinationen endothermer Treibmittel 49
4.3.1.4Kombination aus endothermen und exothermen Treibmitteln 49
4.3.2Charakterisierung von chemischen Treibmitteln 50
4.3.3Pulver und Masterbatch, Aufbau eines Treibmittelsystems für das Spritzgießen 54
4.3.4Produktion von Treibmittelmasterbatches 55
4.3.5Auswirkungen chemischer Treibmittel auf das Endprodukt 56
Literatur zu Kapitel 4 57
5Matrixmaterialien 58
5.1Polypropylen 58
5.1.1Dichtereduktion 63
5.1.2Schwindung und Winkelverzug 63
5.1.3Druckbedarf im Werkzeug 64
5.1.4Zugversuch 65
5.1.5Biegeversuch 67
5.1.6Impactversuch 67
5.1.7Schaumstruktur 70
5.1.8Fazit zur Verarbeitung von Polypropylen im Schaumspritzgießverfahren 72
5.2Technische Thermoplaste für das TSG-Verfahren 74
5.2.1Werkstoff- und Treibmittelauswahl 75
5.2.2Schaumspritzgießen von SAN/PC-Blends 76
5.2.2.1Scherrheologie von SAN/PC-Blends 77
5.2.2.2Struktur der SAN/PC-Integralschäume 81
5.2.2.3Mechanische Eigenschaften der SAN/PC-Integralschäume 85
5.2.2.4Zusammenfassung für geschäumte SAN/PC-Blends 89
5.2.3Schaumspritzgießen von schlagzähmodifiziertem SAN (ABS) 90
5.2.4Schaumspritzgießen von SAN-Nanokompositen 97
5.2.5Schaumspritzgießen von PA 6-Nanokompositen 107
5.2.5.1Schmelzerheologie von PA + CNF 108
5.2.5.2Morphologie der PA 6 + CNF-Integralschäume 110
5.2.5.3Mechanische Eigenschaften der PA + CNF-Integralschäume 113
Literatur zu Kapitel 5 114
6Verfahrenstechnik 116
6.1Chemisches TSG-Verfahren 117
6.2MuCell®-Verfahren 119
6.3Ergocell®-Verfahren 123
6.4Optifoam®-Verfahren 124
6.5Schäumen mit Dekompression 125
6.6Abgrenzung zu anderen Niederdrucktechniken 128
6.6.1Fluidinjektionstechnik 128
6.6.2Spritzprägen 130
6.7Fazit zur Verfahrenstechnik 132
Literatur zu Kapitel 6 133
7Verfahrensvergleich 134
7.1TSG-Verfahren mit chemischen Treibmitteln 135
7.1.1Art und Konzentration des chemischen Treibmittels 135
7.1.2Schmelzetemperatur 137
7.1.3Einspritzgeschwindigkeit 138
7.1.4Staudruck 140
7.1.5Werkzeugtemperatur 141
7.1.6Prozessstabilität 141
7.1.7Oberflächenqualität 141
7.1.8Fazit zum chemischen Schaumspritzgießen (TSG-CH) 142
7.2TSG-Verfahren mit physikalischer Begasung im Zylinder 143
7.2.1Art und Konzentration des Treibfluids 143
7.2.2Schmelzetemperatur 145
7.2.3Einspritzgeschwindigkeit 147
7.2.4Staudruck 148
7.2.5Werkzeugtemperatur 149
7.2.6Phänomenologische Beobachtungen 149
7.2.7Fazit zum Schaumspritzgießen mit physikalischer Begasung im Zylinder 150
7.3TSG-Verfahren mit physikalischer Begasung in der Düse 151
7.3.1Konzentration des Treibfluids 151
7.3.2Schmelzetemperatur 153
7.3.3Einspritzgeschwindigkeit 154
7.3.4Phänomenologische Beobachtungen 154
7.3.5Fazit zum Schaumspritzgießen im TSG-PD 155
7.4Gegenüberstellung des chemischen und physikalischen TSG 156
7.4.1Prozessführung 156
7.4.2Formteileigenschaften 157
Literatur zu Kapitel 7 157
8Mechanisches Verhalten 158
8.1Einführung 158
8.2Strukturausbildung 159
8.3Makroskopische Kennwertbeeinflussung 162
8.4Bewertung der Kennwertabminderung – Zugbelastung 164
8.5Bewertung der Kennwertabminderung – Biegebelastung 165
8.6Spannungsverteilung 166
8.7Leichtbaueffekt 167
8.8Verallgemeinerte Modellvorstellung 169
8.9Modellbildung zum Leichtbaueffekt 170
8.10Konzept der effektiven Deckschichtdicke 172
8.11Modellbildung zur effektiven Deckschichtdicke 174
8.12Zugängliches Leichtbaupotenzial 175
8.13Vorhersage von Steifigkeitskennwerten 176
8.14Vorhersage von Festigkeitskennwerten 178
8.15Einfluss von Füll- und Verstärkungsstoffen auf die Steifigkeit 178
8.16Einfluss von Füll- und Verstärkungsstoffen auf die Festigkeit 181
8.17Druckverformungsverhalten 182
8.18Relevanz der Einflussgrößen 184
8.19Mechanische Prüfung von Integralschaumstrukturen 185
8.20Kennwertschwankungen 186
Literatur zu Kapitel 8 187
9Einfluss des Spritzgießwerkzeugs beim Thermoplast-Schaumspritzgießen 188
9.1Formteilgestaltung 189
9.1.1Wanddicken, Wanddickensprünge 189
9.1.2Rippen, Dome, Schnapphaken 192
9.1.3Fließhindernisse 194
9.2Angusssystem 195
9.2.1Balancierung des Angusssystems 195
9.2.2Angussbuchse 197
9.2.3Anschnittarten 198
9.2.4Lage der Anspritzpunkte 200
9.3Temperierung beim Schaumspritzgießen 201
9.4Entlüftung 203
9.5Werkzeugmaterialien beim Schaumspritzgießen 204
9.6Werkzeug-/verfahrenstechnische Möglichkeiten zur Verbesserung der Oberflächenqualitäten geschäumter Bauteile 204
9.6.1Ursachen der geringen Oberflächenqualitäten beim Schaumspritzgießen 204
9.6.2Werkzeuginnendrücke beim Schaumspritzgießen 207
9.6.3Verbesserung der Oberflächenqualitäten 207
9.6.4Verwendung von Oberflächenstrukturierungen 208
9.6.5Verwendung von Beschichtungen im Werkzeug 209
9.6.6Variotherm-Verfahren 211
9.6.7Fazit 211
Literatur zu Kapitel 9 212
10Sondertechnologien 214
10.1MuCell®-Verfahren mit statischem Mischer 214
10.2Atmende Werkzeuge 215
10.3Optimierung der Oberfläche 220
10.3.1Verfahrenstechnische Oberflächenverbesserung geschäumter Formteile 221
10.3.1.1Gasgegendruck 222
10.3.1.2Variotherm 223
10.3.1.3Zusammenfassung zur verfahrenstechnischen Oberflächenverbesserung 224
10.3.2Dekor-Hinterspritzen 224
10.3.3Wärmebarriere 226
Literatur zu Kapitel 10 227
11Anwendungsbeispiele 228
Abkürzungen und Formelzeichen 234
Stichwortverzeichnis 244

• Erscheint lt. Verlag: 1.1.2010
• Verlagsort: München
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Naturwissenschaften ► Chemie
• Themenwelt: Technik
• Schlagworte: Kunststoffe • Kunststoffverarbeitung • Schaumstoff • Spritzgiessen
• ISBN-13: 9783446425743 / 9783446425743