Gekonnte Auslegung von RTM-Werkzeugen

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Polymer-Consulting Dr. Peters

Sensorische Prozessüberwachung führt zur Qualitätssicherung

Zur Optimierung der Prozessüberwachung und der daraus resultierenden Qualitätsabsicherung gewinnt der Einsatz von Sensoren innerhalb der Werkzeuge immer mehr an Bedeutung. Beispielsweise werden Sensoren zur Temperaturaufnahme und zur Druckmessung eingesetzt. Aufgrund der angedachten kurzen Zykluszeiten und den damit verbundenen Einsatz schnellhärtender Harzsysteme ist die Einhaltung eines sehr kleinen Temperaturfensters während der Prozesse unbedingt erforderlich. Somit ist eine kontinuierliche Temperaturerfassung, eventuell mit Nachregelung, unabdingbar. Eine Innendruckmessung ermöglicht es zum einen, mögliche Füllfehler zu erkennen, zum anderen kann sie zur kaskadischen Ansteuerung der Injektionsventile genutzt werden. Die Überprüfung eines vor dem Injektionsprozess angelegten Vakuums ist ebenfalls darstellbar.

Die Nutzung integrierter, beweglicher Elementen wie Auswerfer und Schieber ist prinzipiell möglich, sollte aber besser vermieden werden. Denn da bei der Verarbeitung von duroplastischen Matrixsystemen im Allgemeinen immer mit Monomeren, also niedermolekularen, reaktionsfähigen Bausteinen gearbeitet wird, sind diese sehr flüssig und können somit nahezu in jeden Spalt eindringen und dort aushärten, was die Gefahr des Festsetzens der integrierten Elemente mit sich bringt. Üblicherweise werden beispielsweise eingebrachte Auswerfer manuell eingeschliffen, um die gewünschte Passgenauigkeit zu erreichen und den Spalt zu minimieren. Dies ist verständlicherweise mit hohen Kosten verbunden.

Der Einsatz von Epoxidharzsystemen schädigt Dichtungen

Nach heutigem Stand der Technik werden üblicherweise Epoxidharzsysteme im RTM-Verfahren verarbeitet. Diese Harzsysteme weisen eine gewisse Aggressivität auf, welche das eingesetzte Dichtungsmaterial oft schädigen und somit regelmäßige Dichtungswechsel notwendig machen. Zudem müssen die Dichtungen bei den eingesetzten Temperaturen von bis zu 200 °C formstabil sein und dabei insbesondere die beim Compression-Moulding auftretenden Drücke während der Injektion ohne Deformation (es droht hier eine Undichtigkeit des Werkzeugs) kompensieren können.

Neben der Material-, Druck- und Temperaturbeständigkeit sind weitere Punkte für das einzubringende Dichtungssystem zu beachten, so zum Beispiel die Kosten pro laufendem Meter, der Reinigungsaufwand, die Drapierbarkeit (Radien) oder die Frage, ob es sich um eine dynamische oder um eine statische Dichtung handelt. Bei der Konstruktion der Werkzeuge ist also zu berücksichtigen, dass die eingebrachte Dichtlippe zum einen die entsprechenden Anforderungen erfüllt, auf der anderen Seite aber auch ein Wechsel der Dichtungen ohne erheblichen Aufwand realisierbar ist. ■

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