TY - THES

T1 - Haft- und Entformungskräfte beim Spritzgießen in Abhängigkeit von Stahlwerkstoff, Oberflächenstruktur, Beschichtung und Kunststofftyp

AU - Freudenschuss, Günter

N1 - gesperrt bis null

PY - 2008

Y1 - 2008

N2 - Die Haft- und Entformungskräfte beim Spritzgießen sind von vielen Einflussgrößen aus den Bereichen Spritzgießteil, Werkzeug, Verarbeitung und Kunststoff abhängig. Zu deren systematischen Untersuchung wurde innerhalb des PCCL-Projektes 3.2 ein Versuchswerkzeug entwickelt. Dieses ist ein Spritzgießwerkzeug mit integrierter Reibwertbestimmung. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden mit dem Versuchswerkzeug Probekörper aus ausgewählten amorphen und teilkristallinen Kunststoffen (PP, ABS, ABS/PC, PC, POM, TPE) gespritzt und diese während der Entformung einem Reibversuch unterzogen. Dabei bilden Formeinsätze aus Böhler M333 Isoplast den metallischen Reibpartner. Die Einflüsse von Oberflächenstruktur, Oberflächenbeschichtung, Vertikalkraft beim Reibversuch und Werkzeugvorlauftemperatur auf das Entformungsverhalten wurden untersucht. Zur Beurteilung dieser Einflüsse wurde der Haftreibungskoeffizient eingesetzt. Dieser wurde jeweils durch Bildung des Quotienten von maximaler gemessener Entformungskraft und wirkender Vertikalkraft bestimmt. Die Oberflächenstruktur und -rauhigkeit sowie die Werkzeugvorlauftemperatur beeinflussen das Entformungsverhalten am stärksten. Im untersuchten Rauhigkeitsbereich von Ra = 16 nm bis Ra = 311 nm sind mit steigender Oberflächenrauhigkeit sinkende Haftreibungskoeffizienten feststellbar. Mit steigender Werkzeugvorlauftemperatur sinken die Haftreibungskoeffizienten ebenfalls. Der Einfluss der Oberflächenbeschichtungen (TiN, CrN, TiAlN) ist unterschiedlich und vom eingesetzten Kunststoff abhängig. Die ermittelten Haftreibungskoeffizienten werden nur geringfügig von der Höhe des Kontaktdruckes beeinflusst, meist bleiben diese innerhalb der Schwankungsbreite konstant.

AB - Die Haft- und Entformungskräfte beim Spritzgießen sind von vielen Einflussgrößen aus den Bereichen Spritzgießteil, Werkzeug, Verarbeitung und Kunststoff abhängig. Zu deren systematischen Untersuchung wurde innerhalb des PCCL-Projektes 3.2 ein Versuchswerkzeug entwickelt. Dieses ist ein Spritzgießwerkzeug mit integrierter Reibwertbestimmung. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden mit dem Versuchswerkzeug Probekörper aus ausgewählten amorphen und teilkristallinen Kunststoffen (PP, ABS, ABS/PC, PC, POM, TPE) gespritzt und diese während der Entformung einem Reibversuch unterzogen. Dabei bilden Formeinsätze aus Böhler M333 Isoplast den metallischen Reibpartner. Die Einflüsse von Oberflächenstruktur, Oberflächenbeschichtung, Vertikalkraft beim Reibversuch und Werkzeugvorlauftemperatur auf das Entformungsverhalten wurden untersucht. Zur Beurteilung dieser Einflüsse wurde der Haftreibungskoeffizient eingesetzt. Dieser wurde jeweils durch Bildung des Quotienten von maximaler gemessener Entformungskraft und wirkender Vertikalkraft bestimmt. Die Oberflächenstruktur und -rauhigkeit sowie die Werkzeugvorlauftemperatur beeinflussen das Entformungsverhalten am stärksten. Im untersuchten Rauhigkeitsbereich von Ra = 16 nm bis Ra = 311 nm sind mit steigender Oberflächenrauhigkeit sinkende Haftreibungskoeffizienten feststellbar. Mit steigender Werkzeugvorlauftemperatur sinken die Haftreibungskoeffizienten ebenfalls. Der Einfluss der Oberflächenbeschichtungen (TiN, CrN, TiAlN) ist unterschiedlich und vom eingesetzten Kunststoff abhängig. Die ermittelten Haftreibungskoeffizienten werden nur geringfügig von der Höhe des Kontaktdruckes beeinflusst, meist bleiben diese innerhalb der Schwankungsbreite konstant.

KW - demolding forces injection molding static coefficient of friction mold surface friction test surface coating surface roughness

KW - Entformungsverhalten Haftkräfte Entformungskräfte Haftreibungskoeffizient PVD Beschichtung Hartstoffbeschichtung PP ABS ABS/PC PC POM TPE TiN CrN TiAlN Formenstahl Oberflächenstruktur Oberflächenbeschichtung Spritzgießen Reibpaarung R

M3 - Masterarbeit

ER -