TY - THES

T1 - Heizzeitverkürzung für den Elastomerspritzguss mittels eines Heiz-Scher-Mischteiles

AU - Perko, Leonhard

N1 - gesperrt bis null

PY - 2009

Y1 - 2009

N2 - Das Spritzgießen ist eines der am weitesten verbreiteten Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus Gummi. Bei Elastomeren stellt die Heizzeit den größten Anteil an der Zykluszeit, die aufgrund von Maschinenstunden und Arbeitszeit ein maßgeblicher Faktor für die Wirtschaftlichkeit einer Produktion ist. Um eine Reduktion der Heizzeit zu erreichen, wird eine Vorwärmung des Materials während des Einspritzens angestrebt. Die dazu benötigte Energie soll durch Scherung bzw. Wärmeleitung eingebracht werden. Für die durchgeführten Versuche wurde ein am IKV Leoben entwickeltes Heiz-Scher-Mischteil verwendet. Es ist auf einem Werkzeug montiert, das zur rheologischen Charakterisierung von Kautschuken konzipiert ist. In den Versuchen wurden die Einflüsse des Materials, diverser Mischteilmodifikationen, der Zylindertemperatur sowie der Einspritzgeschwindigkeit betrachtet. Anschließend wurden die produzierten Formteile auf Härte, Druckverformungsrest, Reißfestigkeit und Reißdehnung untersucht, um die möglichen Heizzeitverkürzungen in Abhängigkeit der gewünschten Eigenschaften eruieren zu können. Die Versuche zeigten, dass mit dem vorhandenen Mischteil eine erhebliche Heizzeitverkürzung realisierbar ist. Es wurden je nach Schärfe der gewählten Bedingungen signifikante Temperaturerhöhungen im eingespritzten Material festgestellt, dadurch ist eine Heizzeitverkürzung von bis zu 50% möglich. Dieser Wert ist allerdings stark von der Kautschukmischung und der Dicke des Formteils abhängig. Eine direkte maschinenbauliche Umsetzung dieses Werkzeugkonzeptes scheitert momentan jedoch am zu großen Materialverlust durch den Anguss. Im Anschluss an die Versuche wurde eine Simulation mit der Software Polyflow durchgeführt. Dazu wurde einerseits das Mischteil vereinfacht dargestellt und andererseits wurde ein kurzer intensiver Scherschlitz modelliert. Es zeigte sich, dass mit dem Schlitz ähnliche Temperaturerhöhungen wie mit dem Mischteil möglich sind, allerdings treten hier höhere Druckverluste auf.

AB - Das Spritzgießen ist eines der am weitesten verbreiteten Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus Gummi. Bei Elastomeren stellt die Heizzeit den größten Anteil an der Zykluszeit, die aufgrund von Maschinenstunden und Arbeitszeit ein maßgeblicher Faktor für die Wirtschaftlichkeit einer Produktion ist. Um eine Reduktion der Heizzeit zu erreichen, wird eine Vorwärmung des Materials während des Einspritzens angestrebt. Die dazu benötigte Energie soll durch Scherung bzw. Wärmeleitung eingebracht werden. Für die durchgeführten Versuche wurde ein am IKV Leoben entwickeltes Heiz-Scher-Mischteil verwendet. Es ist auf einem Werkzeug montiert, das zur rheologischen Charakterisierung von Kautschuken konzipiert ist. In den Versuchen wurden die Einflüsse des Materials, diverser Mischteilmodifikationen, der Zylindertemperatur sowie der Einspritzgeschwindigkeit betrachtet. Anschließend wurden die produzierten Formteile auf Härte, Druckverformungsrest, Reißfestigkeit und Reißdehnung untersucht, um die möglichen Heizzeitverkürzungen in Abhängigkeit der gewünschten Eigenschaften eruieren zu können. Die Versuche zeigten, dass mit dem vorhandenen Mischteil eine erhebliche Heizzeitverkürzung realisierbar ist. Es wurden je nach Schärfe der gewählten Bedingungen signifikante Temperaturerhöhungen im eingespritzten Material festgestellt, dadurch ist eine Heizzeitverkürzung von bis zu 50% möglich. Dieser Wert ist allerdings stark von der Kautschukmischung und der Dicke des Formteils abhängig. Eine direkte maschinenbauliche Umsetzung dieses Werkzeugkonzeptes scheitert momentan jedoch am zu großen Materialverlust durch den Anguss. Im Anschluss an die Versuche wurde eine Simulation mit der Software Polyflow durchgeführt. Dazu wurde einerseits das Mischteil vereinfacht dargestellt und andererseits wurde ein kurzer intensiver Scherschlitz modelliert. Es zeigte sich, dass mit dem Schlitz ähnliche Temperaturerhöhungen wie mit dem Mischteil möglich sind, allerdings treten hier höhere Druckverluste auf.

KW - Spritzguss Gummi Kautschuk Schererwärmung Heizzeit Heizzeitverkürzung

KW - injection moulding rubber curing time curing time reduction

M3 - Masterarbeit

ER -