Geometrical modification of weld lines for high performance plastics in injection molding

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Ziel dieser Arbeit war die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Bindenähten durch zwei unterschiedliche Ansätze. Einerseits wurde eine Prozessparametervariation innerhalb eines Versuchsplanes durchgeführt, andererseits sollte die Bindenaht geometrisch modifiziert werden. Bei der Modifizierung sollte die Bindennahtfläche vergrößert und die Faserorientierung verbessert werden. Für die Versuche wurde ein Werkzeug mit zwei Kavitäten verwendet, welche ähnlich den Normzugprüfkörpern sind. Eine Kavität ist mit einem beweglichen Fließhindernis versehen, welches die enstehende Bindenaht modifiziert. Es können somit pro Schuss zwei Prüfkörper hergestellt werden, einer mit "gewöhnlicher" Bindenaht und einer mit modifizierter Bindenaht. Der gewählte Versuchsplan enthält einen Zentralpunkt und wurde zur Evaluierung der Effekte und Wechselwirkungen der Prozessparameter auf mechanische Eigenschaften durchgeführt. Die Ergebnisse der Standard-Bindenähte sind mit der Literatur vergleichbar. Die untersuchten Prozessparameter waren, außer der Schmelzetemperatur, nicht signifikant. Das macht den Spritzgussprozess robust und unempfindlich gegen geringe Schwankungen der Prozessparameter. Durch die geometrische Modifizierung der Bindenaht konnte eine drastische Verbesserung der Biegeeigenschaften und eine signifikante Verbesserung der Zugeigenschaften erreicht werden. Weiters wurde die Struktur der modifizierten Bindenähte mittels Auflicht- und Dunkelfeldmikroskopie untersucht und ein dreidimensionales Model der modifizierten Bindenaht erstellt. Die Untersuchungen ergaben, dass die modifizierte Bindenahtfläche von der Position des Fließhindernisses abwich. Durch die Faserorientierung, welche bei der Modifizierung der Bindenaht entstand, wurden höhere Bindenahtfestigkeiten erreicht. Es wurden fünf verschiedene Geometrien zur Modifizierung getestet und deren Verhalten während der Produktion bewertet. Der Einfluss der Geometrien auf die Bindenahtfestigkeiten war gering, aber manche zeigten Vorteile in der Produktion.

Details

Titel in ÜbersetzungGeometrische Modifizierung von Bindenähten für Hochleistungskunststoffe im Spritzguss
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung13 Dez. 2013
StatusVeröffentlicht - 2013