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Transparente Kunststoffe

Anspruchsvolle Polyolefine spritzgießen

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Dies lässt sich an allen hier betrachteten Werkstoffen nachvollziehen. Mittels Nachdrucksteuerung lässt sich die Ausprägung der inneren Spannungen zwar beeinflussen, jedoch nicht gänzlich vermeiden: Je geringer die Nachdruckzeit, umso geringer sind die inneren Spannungen. Jedoch begünstigt ein verkürzter Nachdruckzyklus schwindungsbedingte Einfallstellen und eine ungenügende Formfüllung. Soll eine unsymmetrische Spannungsverteilung im Bauteil vermieden werden, so kann eine Umstellung des Prozesses auf das sogenannte Spritzprägen sinnvoll sein, bei dem ein flächenhaft wirkender Nachdruck über die Form erfolgt [3].

Resümee und Ausblick auf die Zukunft der Forschungen und der Anwendung

Die Verarbeitung von COC und COP ist auf universellen Schnecken-Spritzgießmaschinen im Kaltkanalwerkzeug aus vorgetrockneten Granulaten ohne besonderen zusätzlichen werkzeug- oder maschinenseitigen Aufwand beherrschbar.

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Diese Erkenntnis eröffnet vielfältige Anwendungsmöglichkeiten bei Kunststoffteilen für Optiken, medizintechnische Produkte und Verpackungen. Aufgrund des stark temperaturabhängigen Fließverhaltens ist eine enge Einhaltung der als optimal erkannten Prozessparameter von großer Bedeutung. COC und COP lassen sich aufgrund der sehr niedrigen Viskosität bei geringerem Druck verarbeiten und ermöglichen die detailgetreue Abformung feinster Strukturen. Strukturen im Werkzeug verlangsamen die Formfüllung und können zu unerwünschten Fließlinien führen. Typisch für den Spritzgießprozess sind unsymmetrische Spannungsverteilungen im Bauteil.

Bedeutung der stofflichen Rezyklierbarkeit nimmt zu

In weiterführenden Arbeiten soll an dieser Stelle der Einfluss der Prozessparameter auf die Formtreue optischer Bauteile untersucht werden (Bild 9). Besondere Herausforderungen bei der Fertigung präziser Teile aus transparenten Thermoplasten sind die Vermeidung innerer Spannungen sowie die Beherrschung des Schwindungsverhaltens dickwandiger Bauteile und das Verständnis des Formfüllvorgangs an strukturierten Oberflächen (Fresnel-Strukturen und optische Gitter). Bei zunehmender Verbreitung von COC und COP wächst auch die Bedeutung der stofflichen Rezyklierbarkeit für anspruchsvolle Kunststoffprodukte.

Literatur:

[1] Münch, P.: Grundlegende Untersuchung des Formfüllverhaltens optischer Kunststoffe beim Spritzgießen mikrostrukturierter Bauteile. Master-Thesis, Beuth Hochschule für Technik, Berlin, 2013.

[2] Sivri, B.: Untersuchung des Spritzgießens mikrostrukturierter Bauteile mit neuartigen thermoplastischen Kunststoffen. Bachelor-Thesis, Beuth Hochschule für Technik, Berlin, 2014.

[3] Müller, R.-U.: Prägende Erfahrung. Kunststoffe 10/2013, Carl-Hanser-Verlag, München.

[4] Jakob, T.: Technologischer Vergleich des Schnecken- und Kolbenspritzgießens thermoplastischer Kunststoffe. Bachelor-Thesis, Beuth Hochschule für Technik, Berlin, 2014.

* Prof. Dr.-Ing. Jörg Schmütz leitet an der Beuth Hochschule für Technik in 13353 Berlin den Bereich Fertigungstechnik und Fertigungsanlagen. Burak Sivri und Tobias Jakob sind Absolventen des Fachbereichs.

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