Berechnungsmodell für Temperaturerhöhungen während der Einspritzphase im Kautschukspritzguss

Research output: ThesisMaster's Thesis

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@mastersthesis{4092927d0b5e4e33b10194099450e294,
title = "Berechnungsmodell f{\"u}r Temperaturerh{\"o}hungen w{\"a}hrend der Einspritzphase im Kautschukspritzguss",
abstract = "Bei der Verarbeitung von Kautschukmischungen macht die Heizzeit, welche f{\"u}r eine vollst{\"a}ndige Formteilvernetzung notwendig ist, einen gro{\ss}en Teil des gesamten Zyklus aus. Im FFG-Bridge-Projekt {"}Heizzeitverk{\"u}rzung{"}, in dessen Rahmen diese Arbeit stattfindet, soll w{\"a}hrend des Einspritzvorganges {\"u}ber geeignete D{\"u}sengeometrien W{\"a}rme generiert werden, um das Material bereits w{\"a}hrend des Einspritzvorganges zu erhitzen. Diese Arbeit besch{\"a}ftigte sich mit den Grundlagen der W{\"a}rmegenerierung. Es wurde ein Modell zur Berechnung von Temperaturerh{\"o}hungen erarbeitet und als Visual Basic Programm realisiert. Dabei gehen die Viskosit{\"a}t der Kautschukmischung, spezifische W{\"a}rmekapazit{\"a}t, W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit und Materialdichte sowie die verwendete D{\"u}sengeometrie und verwendete Prozessparameter (Temperierung von Material und Werkzeug, Volumenstrom) ein. Weiters werden auch der Austausch von W{\"a}rme mit dem Werkzeug durch W{\"a}rmeleitung sowie Str{\"o}mungsrandbereiche, welche keinen Beitrag zum Volumenstrom leisten, quantifiziert. Die im Modell berechneten Temperaturerh{\"o}hungen wurden danach in praktischen Experimenten an einer Elastomerspritzgie{\ss}maschine {\"u}berpr{\"u}ft. Daf{\"u}r wurden 2 unvernetzende Kautschukmischungen (SBR und EPDM) an 6 unterschiedlichen D{\"u}sengeometrien vermessen. Es zeigte sich, dass mit steigendem Volumenstrom die Temperaturerh{\"o}hung durch gr{\"o}{\ss}ere Schergeschwindigkeiten steigt. Weiters kann mit niedrigeren Starttemperaturen durch die dann h{\"o}here Viskosit{\"a}t eine gr{\"o}{\ss}ere Temperaturerh{\"o}hung erreicht werden.",
keywords = "rubber, elastomer, injection moulding, shear dissipation, curing time, curing time reduction, Kautschuk, Gummi, Elastomer, Spritzgie{\ss}en, Schererw{\"a}rmung, Heizzeit, Heizzeitverk{\"u}rzung",
author = "Michael Fasching",
note = "gesperrt bis 26-03-2017",
year = "2012",
language = "Deutsch",

}

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TY - THES

T1 - Berechnungsmodell für Temperaturerhöhungen während der Einspritzphase im Kautschukspritzguss

AU - Fasching, Michael

N1 - gesperrt bis 26-03-2017

PY - 2012

Y1 - 2012

N2 - Bei der Verarbeitung von Kautschukmischungen macht die Heizzeit, welche für eine vollständige Formteilvernetzung notwendig ist, einen großen Teil des gesamten Zyklus aus. Im FFG-Bridge-Projekt "Heizzeitverkürzung", in dessen Rahmen diese Arbeit stattfindet, soll während des Einspritzvorganges über geeignete Düsengeometrien Wärme generiert werden, um das Material bereits während des Einspritzvorganges zu erhitzen. Diese Arbeit beschäftigte sich mit den Grundlagen der Wärmegenerierung. Es wurde ein Modell zur Berechnung von Temperaturerhöhungen erarbeitet und als Visual Basic Programm realisiert. Dabei gehen die Viskosität der Kautschukmischung, spezifische Wärmekapazität, Wärmeleitfähigkeit und Materialdichte sowie die verwendete Düsengeometrie und verwendete Prozessparameter (Temperierung von Material und Werkzeug, Volumenstrom) ein. Weiters werden auch der Austausch von Wärme mit dem Werkzeug durch Wärmeleitung sowie Strömungsrandbereiche, welche keinen Beitrag zum Volumenstrom leisten, quantifiziert. Die im Modell berechneten Temperaturerhöhungen wurden danach in praktischen Experimenten an einer Elastomerspritzgießmaschine überprüft. Dafür wurden 2 unvernetzende Kautschukmischungen (SBR und EPDM) an 6 unterschiedlichen Düsengeometrien vermessen. Es zeigte sich, dass mit steigendem Volumenstrom die Temperaturerhöhung durch größere Schergeschwindigkeiten steigt. Weiters kann mit niedrigeren Starttemperaturen durch die dann höhere Viskosität eine größere Temperaturerhöhung erreicht werden.

AB - Bei der Verarbeitung von Kautschukmischungen macht die Heizzeit, welche für eine vollständige Formteilvernetzung notwendig ist, einen großen Teil des gesamten Zyklus aus. Im FFG-Bridge-Projekt "Heizzeitverkürzung", in dessen Rahmen diese Arbeit stattfindet, soll während des Einspritzvorganges über geeignete Düsengeometrien Wärme generiert werden, um das Material bereits während des Einspritzvorganges zu erhitzen. Diese Arbeit beschäftigte sich mit den Grundlagen der Wärmegenerierung. Es wurde ein Modell zur Berechnung von Temperaturerhöhungen erarbeitet und als Visual Basic Programm realisiert. Dabei gehen die Viskosität der Kautschukmischung, spezifische Wärmekapazität, Wärmeleitfähigkeit und Materialdichte sowie die verwendete Düsengeometrie und verwendete Prozessparameter (Temperierung von Material und Werkzeug, Volumenstrom) ein. Weiters werden auch der Austausch von Wärme mit dem Werkzeug durch Wärmeleitung sowie Strömungsrandbereiche, welche keinen Beitrag zum Volumenstrom leisten, quantifiziert. Die im Modell berechneten Temperaturerhöhungen wurden danach in praktischen Experimenten an einer Elastomerspritzgießmaschine überprüft. Dafür wurden 2 unvernetzende Kautschukmischungen (SBR und EPDM) an 6 unterschiedlichen Düsengeometrien vermessen. Es zeigte sich, dass mit steigendem Volumenstrom die Temperaturerhöhung durch größere Schergeschwindigkeiten steigt. Weiters kann mit niedrigeren Starttemperaturen durch die dann höhere Viskosität eine größere Temperaturerhöhung erreicht werden.

KW - rubber

KW - elastomer

KW - injection moulding

KW - shear dissipation

KW - curing time

KW - curing time reduction

KW - Kautschuk

KW - Gummi

KW - Elastomer

KW - Spritzgießen

KW - Schererwärmung

KW - Heizzeit

KW - Heizzeitverkürzung

M3 - Masterarbeit

ER -