SKZ startet neues Wegbereiter-Projekt zur Entlüftung von Spritzgusswerkzeugen

Die Entlüftung von Spritzgusswerkzeugen ist komplex. Insbesondere bei glasfaserverstärkten und flammgeschützten Materialien können auch durch das Material zusätzlich Gase ins Werkzeug gelangen. Dies führt zu Fehlerbildern, die zu Ausschuss führen oder zusätzliche Werkzeugoptimierungen notwendig machen. Am Kunststoff-Zentrum SKZ werden nun in einem Kooperationsprojekt Lösungsansätze erarbeitet, um mittels Simulation und umfangreichen Praxisversuchen Lösungen für konkrete Anwendungen zu finden.

Die Entlüftung von Spritzgießwerkzeugen ist seit jeher eine komplexe Fragestellung, die bis heute nicht zufriedenstellend gelöst ist. Beim Einspritzen des Polymers in die Kavität wird dabei nicht nur die darin eingeschlossene Luft verdrängt. Viele Thermoplaste bilden gasförmige Produkte aus, die ebenfalls mit in das Werkzeug gelangen. Hierzu zählen insbesondere faserverstärkte und/oder flammgeschützte Materialien. Aber auch beispielsweise bei Polyolefinen, Polycarbonaten sowie Polyamiden usw. können Entlüftungsprobleme auftreten.

Messdaten in praktischen Versuchen erzeugen
Aktuell existieren bereits diverse Lösungsmöglichkeiten zur Werkzeugentlüftung. Beispiele sind
poröse Strukturen, Spalten, Hinterschliffe und viele mehr. Was jedoch meist fehlt, ist das Wissen, welches dieser Mittel sich für einen konkreten Einzelfall am besten eignet, um Fehler bzw. zusätzliche Iterationsschleifen zu vermeiden. Die ExpertInnen am SKZ möchten daher interessierten Unternehmen jetzt die Möglichkeit bieten, in einem gemeinsamen Wegbereiter-Projekt mittels praktischen Versuchen Messdaten zu erzeugen und ein Simulationsmodell zu entwickeln, welches Entlüftungskonzepte einbezieht und somit hilft, während der Werkzeugkonzeption effiziente Lösungen zu finden.

Optimierungspotenziale in der Industrie
„Simulationsprogramme können heute bereits Vorhersagen zu sinnvollen Entlüftungspositionen treffen. Oftmals besteht hier allerdings eine Diskrepanz zur Realität oder durch eine umgesetzte Entlüftung verändert sich das Füllverhalten, sodass sich auch die Entlüftungsstelle ,verschiebt‘“, sagt Christian Deubel, Senior Engineer am SKZ. Wieviel Gas dann über eine konkrete Entlüftung in der Einspritzphase abzuführen sei, bestimme deren Leistungsvermögen und konstruktive Ausführung. Gerade bei Entlüftungspalten gelte meist: „So wenig wie möglich, so viel wie nötig“. Hier gebe es in der Industrie jedoch noch Optimierungspotenziale. „Daher haben wir uns entschlossen, das Projekt zu starten“, so Deubel weiter.

Exklusivität der Ergebnisse bei Wegbereiter-Projekten
Das besondere an SKZ-Wegbereiter-Projekten ist die noch stärkere Ausrichtung auf industrielle Anwendung und die Exklusivität der Ergebnisse, da diese Projekte rein durch die teilnehmenden Unternehmen finanziert werden und nur diesen zur Verfügung stehen. Durch einen Zugewinn an Testdaten und objektiven Versuchen wollen die SKZ-ForscherInnen im Anschluss an das Vorhaben in der Lage sein, anhand von rheologischen Spritzgießsimulationen und einem Prüfaufbau zur Bewertung von Entlüftungen unter realen Bedingungen eine signifikant verbesserte Vorhersage von kritischen bzw. zu entlüftenden Bereichen zu ermöglichen und eine Entlüftung mit optimaler Leistungsfähigkeit an der richtigen Position zu ermitteln. Nach Abschluss des Wegbereiter-Projektes sollen den Beteiligten neben einer Literaturrecherche zu Entlüftungslösungen auch konkrete Handlungsempfehlungen zur Verfügung stehen.
Nähere Informationen unter: https://www.skz.de/forschung/kooperationsprojekte/projekt-entlueftung-von-spritzgiesswerkzeugen

Markus Schömig
SKZ - Das Kunststoff-Zentrum 
m.schoemig@skz.de
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