Altstädt / Mantey Thermoplast-Schaumspritzgießen

1. Auflage 2010
ISBN: 978-3-446-42574-3
Verlag: Hanser, Carl
Format: PDF
Kopierschutz: Wasserzeichen (»Systemvoraussetzungen)

E-Book, Deutsch, 247 Seiten

Der Einsatz der Thermoplast-Schaumspritzgießtechnologie führt zu einer Vielzahl neuer Möglichkeiten, die mit den bisher üblichen Spritzgießtechniken nicht genutzt werden konnten. Das Schaumspritzgießverfahren erschließt neue Märkte für innovative Produktformgebung. Optimale Herstellungsmöglichkeiten und niedrigere Stückkosten erlauben den Einsatz in den verschiedensten Industrie- und Technikzweigen.Neben den zahlreichen Vorteilen des Schaumspritzgießens bestehen auch Herausforderungen für die Anwendung. So bewirkt z.B. eine nicht optimale Prozessführung das Auftreten von fehlerbehafteten Schaumstrukturen, wodurch die Bauteileigenschaften negativ beeinflusst werden können. Ein gutes Verständnis des Verfahrens ist deshalb wichtig für die Kontrolle des Prozesses, um Bauteile mit gewünschten Eigenschaften zielgerichtet zu optimieren.Der Leser erhält einen umfassenden Überblick Verfahren, Materialien, Maschinen und Anwendungen, um diese Technologie erfolgreich und gewinnbringend in seinem Umfeld einzusetzen. Aus dem Inhalt:" Verfahrenstechnik " Treibmittel " Polypropylen " Physik des Schäumens im TSG " Aktuelle Anwendungsbeispiele " Verfahrensvergleich " Einfluss des Spritzgießwerkzeuges" Maßgeschneiderte Polymere " Sondertechnologien TSG

Autoren/Hrsg.

Altstädt, Volker

Mantey, Axel

Inhaltsverzeichnis

1;Vorwort;6
2;Inhaltsverzeichnis;8
3;1Einleitung;14
3.1;Literatur zu Kapitel 1;19
4;2Historie des Schaumspritzgießens;20
4.1;Literatur zu Kapitel 2;26
5;3Physik des Schäumens;28
5.1;3.1Einphasige Polymer-Gas-Lösung;29
5.2;3.2Nukleierung;31
5.3;3.3Blasenwachstum;34
5.4;3.4Stabilisierung;36
5.5;3.5Fazit zur Physik des Schäumens;37
5.6;Literatur zu Kapitel 3;38
6;4Treibmittel;40
6.1;4.1Einleitung;40
6.2;4.2Physikalische Treibmittel;41
6.3;4.3Chemische Treibmittel;43
6.3.1;4.3.1Bedeutung der Stoffklassen endotherm und exotherm;45
6.3.1.1;4.3.1.1Exotherme Treibmittel;46
6.3.1.2;4.3.1.2Endotherme Treibmittel;48
6.3.1.3;4.3.1.3Kombinationen endothermer Treibmittel;49
6.3.1.4;4.3.1.4Kombination aus endothermen und exothermen Treibmitteln;49
6.3.2;4.3.2Charakterisierung von chemischen Treibmitteln;50
6.3.3;4.3.3Pulver und Masterbatch, Aufbau eines Treibmittelsystems für das Spritzgießen;54
6.3.4;4.3.4Produktion von Treibmittelmasterbatches;55
6.3.5;4.3.5Auswirkungen chemischer Treibmittel auf das Endprodukt;56
6.4;Literatur zu Kapitel 4;57
7;5Matrixmaterialien;58
7.1;5.1Polypropylen;58
7.1.1;5.1.1Dichtereduktion;63
7.1.2;5.1.2Schwindung und Winkelverzug;63
7.1.3;5.1.3Druckbedarf im Werkzeug;64
7.1.4;5.1.4Zugversuch;65
7.1.5;5.1.5Biegeversuch;67
7.1.6;5.1.6Impactversuch;67
7.1.7;5.1.7Schaumstruktur;70
7.1.8;5.1.8Fazit zur Verarbeitung von Polypropylen im Schaumspritzgießverfahren;72
7.2;5.2Technische Thermoplaste für das TSG-Verfahren;74
7.2.1;5.2.1Werkstoff- und Treibmittelauswahl;75
7.2.2;5.2.2Schaumspritzgießen von SAN/PC-Blends;76
7.2.2.1;5.2.2.1Scherrheologie von SAN/PC-Blends;77
7.2.2.2;5.2.2.2Struktur der SAN/PC-Integralschäume;81
7.2.2.3;5.2.2.3Mechanische Eigenschaften der SAN/PC-Integralschäume;85
7.2.2.4;5.2.2.4Zusammenfassung für geschäumte SAN/PC-Blends;89
7.2.3;5.2.3Schaumspritzgießen von schlagzähmodifiziertem SAN (ABS);90
7.2.4;5.2.4Schaumspritzgießen von SAN-Nanokompositen;97
7.2.5;5.2.5Schaumspritzgießen von PA 6-Nanokompositen;107
7.2.5.1;5.2.5.1Schmelzerheologie von PA + CNF;108
7.2.5.2;5.2.5.2Morphologie der PA 6 + CNF-Integralschäume;110
7.2.5.3;5.2.5.3Mechanische Eigenschaften der PA + CNF-Integralschäume;113
7.3;Literatur zu Kapitel 5;114
8;6Verfahrenstechnik;116
8.1;6.1Chemisches TSG-Verfahren;117
8.2;6.2MuCell®-Verfahren;119
8.3;6.3Ergocell®-Verfahren;123
8.4;6.4Optifoam®-Verfahren;124
8.5;6.5Schäumen mit Dekompression;125
8.6;6.6Abgrenzung zu anderen Niederdrucktechniken;128
8.6.1;6.6.1Fluidinjektionstechnik;128
8.6.2;6.6.2Spritzprägen;130
8.7;6.7Fazit zur Verfahrenstechnik;132
8.8;Literatur zu Kapitel 6;133
9;7Verfahrensvergleich;134
9.1;7.1TSG-Verfahren mit chemischen Treibmitteln;135
9.1.1;7.1.1Art und Konzentration des chemischen Treibmittels;135
9.1.2;7.1.2Schmelzetemperatur;137
9.1.3;7.1.3Einspritzgeschwindigkeit;138
9.1.4;7.1.4Staudruck;140
9.1.5;7.1.5Werkzeugtemperatur;141
9.1.6;7.1.6Prozessstabilität;141
9.1.7;7.1.7Oberflächenqualität;141
9.1.8;7.1.8Fazit zum chemischen Schaumspritzgießen (TSG-CH);142
9.2;7.2TSG-Verfahren mit physikalischer Begasung im Zylinder;143
9.2.1;7.2.1Art und Konzentration des Treibfluids;143
9.2.2;7.2.2Schmelzetemperatur;145
9.2.3;7.2.3Einspritzgeschwindigkeit;147
9.2.4;7.2.4Staudruck;148
9.2.5;7.2.5Werkzeugtemperatur;149
9.2.6;7.2.6Phänomenologische Beobachtungen;149
9.2.7;7.2.7Fazit zum Schaumspritzgießen mit physikalischer Begasung im Zylinder;150
9.3;7.3TSG-Verfahren mit physikalischer Begasung in der Düse;151
9.3.1;7.3.1Konzentration des Treibfluids;151
9.3.2;7.3.2Schmelzetemperatur;153
9.3.3;7.3.3Einspritzgeschwindigkeit;154
9.3.4;7.3.4Phänomenologische Beobachtungen;154
9.3.5;7.3.5Fazit zum Schaumspritzgießen im TSG-PD;155
9.4;7.4Gegenüberstellung des chemischen und physikalischen TSG;156
9.4.1;7.4.1Prozessführung;156
9.4.2;7.4.2Formteileigenschaften;157
9.5;Literatur zu Kapitel 7;157
10;8Mechanisches Verhalten;158
10.1;8.1Einführung;158
10.2;8.2Strukturausbildung;159
10.3;8.3Makroskopische Kennwertbeeinflussung;162
10.4;8.4Bewertung der Kennwertabminderung – Zugbelastung;164
10.5;8.5Bewertung der Kennwertabminderung – Biegebelastung;165
10.6;8.6Spannungsverteilung;166
10.7;8.7Leichtbaueffekt;167
10.8;8.8Verallgemeinerte Modellvorstellung;169
10.9;8.9Modellbildung zum Leichtbaueffekt;170
10.10;8.10Konzept der effektiven Deckschichtdicke;172
10.11;8.11Modellbildung zur effektiven Deckschichtdicke;174
10.12;8.12Zugängliches Leichtbaupotenzial;175
10.13;8.13Vorhersage von Steifigkeitskennwerten;176
10.14;8.14Vorhersage von Festigkeitskennwerten;178
10.15;8.15Einfluss von Füll- und Verstärkungsstoffen auf die Steifigkeit;178
10.16;8.16Einfluss von Füll- und Verstärkungsstoffen auf die Festigkeit;181
10.17;8.17Druckverformungsverhalten;182
10.18;8.18Relevanz der Einflussgrößen;184
10.19;8.19Mechanische Prüfung von Integralschaumstrukturen;185
10.20;8.20Kennwertschwankungen;186
10.21;Literatur zu Kapitel 8;187
11;9Einfluss des Spritzgießwerkzeugs beim Thermoplast-Schaumspritzgießen;188
11.1;9.1Formteilgestaltung;189
11.1.1;9.1.1Wanddicken, Wanddickensprünge;189
11.1.2;9.1.2Rippen, Dome, Schnapphaken;192
11.1.3;9.1.3Fließhindernisse;194
11.2;9.2Angusssystem;195
11.2.1;9.2.1Balancierung des Angusssystems;195
11.2.2;9.2.2Angussbuchse;197
11.2.3;9.2.3Anschnittarten;198
11.2.4;9.2.4Lage der Anspritzpunkte;200
11.3;9.3Temperierung beim Schaumspritzgießen;201
11.4;9.4Entlüftung;203
11.5;9.5Werkzeugmaterialien beim Schaumspritzgießen;204
11.6;9.6Werkzeug-/verfahrenstechnische Möglichkeiten zur Verbesserung der Oberflächenqualitäten geschäumter Bauteile;204
11.6.1;9.6.1Ursachen der geringen Oberflächenqualitäten beim Schaumspritzgießen;204
11.6.2;9.6.2Werkzeuginnendrücke beim Schaumspritzgießen;207
11.6.3;9.6.3Verbesserung der Oberflächenqualitäten;207
11.6.4;9.6.4Verwendung von Oberflächenstrukturierungen;208
11.6.5;9.6.5Verwendung von Beschichtungen im Werkzeug;209
11.6.6;9.6.6Variotherm-Verfahren;211
11.6.7;9.6.7Fazit;211
11.7;Literatur zu Kapitel 9;212
12;10Sondertechnologien;214
12.1;10.1MuCell®-Verfahren mit statischem Mischer;214
12.2;10.2Atmende Werkzeuge;215
12.3;10.3Optimierung der Oberfläche;220
12.3.1;10.3.1Verfahrenstechnische Oberflächenverbesserung geschäumter Formteile;221
12.3.1.1;10.3.1.1Gasgegendruck;222
12.3.1.2;10.3.1.2Variotherm;223
12.3.1.3;10.3.1.3Zusammenfassung zur verfahrenstechnischen Oberflächenverbesserung;224
12.3.2;10.3.2Dekor-Hinterspritzen;224
12.3.3;10.3.3Wärmebarriere;226
12.4;Literatur zu Kapitel 10;227
13;11Anwendungsbeispiele;228
14;Abkürzungen und Formelzeichen;234
15;Stichwortverzeichnis;244

Leseproben

" Verfahrenstechnik " Treibmittel " Polypropylen " Physik des Schäumens im TSG " Aktuelle Anwendungsbeispiele " Verfahrensvergleich " Einfluss des Spritzgießwerkzeuges" Maßgeschneiderte Polymere " Sondertechnologien TSG