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Transparente Kunststoffe

Anspruchsvolle Polyolefine spritzgießen

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Das Einfahren des Spritzgießprozesses erweist sich bei kleinen Schussgewichten von knapp 8 g mit allen drei Werkstoffen als unkritisch. Die optimale Nachdruckzeit lässt sich durch Auswiegen der Fertigteile ermitteln. So wird beispielsweise an PMMA nach 5 s ein konstantes Formteilgewicht bei vollständiger Ausformung der Kavität ohne Überspritzen erreicht (Bild 7). Auch bei einem Wechsel auf COP oder COC stellen sich konstante Schussgewichte nach etwa 5 s Nachdruckzeit ein.

Unsymmetrische Spannungsverteilung durch Spritzprägen vermeidbar

Die Formfüllung erfolgt volumengesteuert in zwei Füllstufen bei einer angestrebten konstanten Einspritzgeschwindigkeit von 20 cm³/s, wobei der Einspritzdruck in der ersten Stufe auf maximal 800 bar begrenzt ist. Das Umschalten von der ersten zur zweiten Spritzstufe geschieht, nachdem die Form etwa zur Hälfte gefüllt ist.

Als vorteilhaft bei COC und COP hat sich die niedrige Viskosität erwiesen, die eine Formfüllung bei wesentlich geringeren Drücken erlaubt (Tabelle 1). Im Umkehrschluss ist zu erwarten, dass sich an dünnwandigen Formteilen mit COC und COP im Vergleich zu PMMA wesentlich längere Fließwege in der Form umsetzen lassen. Bestätigt hat sich dabei, dass feine Geometrien mit den Cycloolefinpolymeren und -copolymeren detailgetreuer abgeformt werden als mit PMMA.

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Eine weitere Erhöhung der Verarbeitungstemperaturen ist nur bedingt ratsam. Typische Fehler, die bei überhöhten Verarbeitungstemperaturen auftreten können, sind Blasen- und Schlierenbildung sowie eine Vergilbung des transparenten Materials. Bild 8 zeigt Formteile aus PMMA mit Anguss, die bei einer zu hohen Massetemperatur hergestellt wurden. Im gesamten Volumen sind Lufteinschlüsse und Schlieren zu erkennen. Eine Erhöhung der Verarbeitungstemperatur zur Steigerung der Fließfähigkeit ist in diesem Fall also nicht angebracht. Weitere Ursachen für Lufteinschlüsse können auch die ungenügende Homogenisierung in der Plastifiziereinheit beziehungsweise ein schwankender Staudruck sein.

Optische Eigenschaften werden durch innere Spannungen negativ beeinflusst

Innere Spannungen in Kunststoffteilen können zur Spannungsrissbildung an Bauteilen führen, die der Witterung ausgesetzt sind (beispielsweise Streuscheiben an Scheinwerfern). Auch die optischen Eigenschaften bei Anwendungen mit polarisiertem Licht werden durch innere Spannungen negativ beeinflusst. Dies ist beispielsweise bei der Verwendung in Lichtschrankensystemen der Fall. Im Polariskop lassen sich die inneren Spannungen im Formteil als schwarze Schattierungen sichtbar machen. Durch Formfüllung und Nachdruck entstehen Spannungen insbesondere in der Nähe des Angusses.

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