F R A U N H O F E R - I N S T I T U T F Ü R c he m is c he T e c hno l o g ie I C T B autei l di c k e 2 Lo k a l e D i c hte r / E - Modu l 1 1 REM-Aufnahme eines mikrozellularen Integralschaums (PP/LGF30) (links) und Schliffbild Thermoplast-SchaumspritzgieSSen (TSG) eines feinzelligen Integralschaums (HMS-PP) (rechts). 2 Dichte- und E-Modulverteilung Beim Thermoplast-Schaumspritzgießen (TSG) Chemische Treibmittel (rechts) über den Querschnitt wird die Polymerschmelze mit einem Treib- einer typischen Integralschaum- mittel beladen, welches nach dem Einspritz- Chemische Treibmittel werden dem Basis- struktur (Mitte) und vereinfacht als vorgang in der Kavität zum Aufschäumen polymer bei der Verarbeitung pulverförmig Sandwichstruktur bzw. Doppel-T- der Formmasse führt. Prozessbedingt bildet oder als Granulate zugemischt. Diese zer- Träger dargestellt (links). sich dabei eine Integralschaumstruktur setzen sich oberhalb bestimmter Prozess- (2 Mitte) mit geschäumtem Kern und temperaturen und spalten Treibgase ab, kompakter Randschicht. Über den Quer- die sich in der Polymerschmelze lösen. Fraunhofer-Institut für schnitt betrachtet ergeben sich dadurch Neben gasförmigen Substanzen entstehen Chemische Technologie ICT unterschiedliche lokale Dichten und bei dieser Reaktion außerdem feste Zer- E-Moduln (2 rechts). Modellhaft können setzungsrückstände, deren Verträglichkeit Joseph-von-Fraunhofer-Straße 7 geschäumte Bauteile als Sandwichstruktur (zum Beispiel Farbe, Korrosion, Geruch 76327 Pfinztal (Berghausen) oder Doppel-T-Träger (2 links) betrachtet etc.) bei der Treibmittelauswahl zusätzlich werden. berücksichtigt werden muss. Ansprechpartner Grundsätzlich lassen sich Schäume im Physikalische Treibmittel Alexander Roch Spritzgießprozess durch chemische oder Telefon +49 721 4640-733 physikalische Treibmittel realisieren. In [email protected] manchen Fällen ist auch die Kombination Im Gegensatz zu chemischen Treibmitteln beider Treibmittelarten von Vorteil. findet hier keine Zersetzungsreaktion www.ict.fraunhofer.de statt. Die Polymerschmelze wird beim physikalischen Schaumspritzgießen direkt mit dem notwendigen Treibgas beladen. Tk über - fest k ritis c h D ru c k f l üssi g pk g asf ö r m i g 3 4 T e m peratur Dazu ist eine entsprechende Gasdosier- Anlagentechnik Unser Angebot station notwendig, die größere Gasmengen im Polymer lösen kann. Außerdem fallen hier keine Zersetzungsrückstände an. Beim Einsatz von Gasdosierstationen lassen sich die Treibgase ab bestimmten Temperaturen (TK) und Drücken (pK) in den überkritischen Zustand überführen (3). In diesem Zustand zeigen Gase ein besonders vorteilhaftes Lösungs- und Diffusionsverhalten. MuCell® mit Langfaserschnecke Technische Details Schneckendurchmessermm 80 L/D 25 max. Dosiervolumen ccm 1.402 max. Spritzdruck bar 1.401 max. Einspritzgeschw. ccm/s 442 max. Zylindertemperatur °C 450 Schließkraft kN 7.000 TreibmittelN2, CO2 Zu diesem Themanfeld bieten wir die folgenden Leistungen an: Machbarkeitsstudien Materialentwicklungen Benchmark-Versuche Verfahrensentwicklungen Beratung in der Prozess-, Werkzeug- und Bauteilgestaltung Prototypenabmusterungen LFT-D-Schaum Vorteile TSG Das TSG-Verfahren bietet, im Vergleich zum Kompaktspritzgießen, eine Vielzahl prozessbedingter Vorteile: Gewichts- und Materialersparnis Leichtbaueffekt erzielbar durch – Negativprägen (»Atmendes Werkzeug«) Technische Details Schneckendurchm. DSE mm 40 L/D DSE 48 Einspritzschneckendurchm.mm 105 max. Dosiervolumen ccm 4.106 max. Spritzdruck bar 1.650 max. Einspritzgeschw. ccm/s 945 max. Zylindertemperatur °C 450 Schließkraft kN 7.000 TreibmittelN2, CO2, CBA – Reduzierung der Formteilwandstärke erhöhte Maßhaltigkeit durch eigenspannungsarme und verzugsarme Bauteile Spritzen von Dünn nach Dick weniger Einfallstellen längere Fließwege / geringere Spritzdrücke geringere Forminnendrücke / Schließkräfte Schäumen mit chemischem Treibmittel (CBA) Technische Details max. Dosiervolumen ccm 4.106 max. Spritzdruck bar 1.650 max. Einspritzgeschw. ccm/s 945 max. Zylindertemperatur °C 450 Schließkraft kN 7.000 TreibmittelN2, CO2, CBA größere Designfreiheit – dickere Wandstärken ohne Einfall – extreme Wanddickensprünge Sonderverfahren – Negativ-Prägen (»Atmendes kürzere Kühlzeiten durch Werkzeug«) – wegfallenden Nachdruck –Dolphin-Prozess – geringere Prozesstemperaturen – besseren Kontakt zur Formnestwand 3 Treibgase, wie zum Beispiel CO2 oder N2 , lassen sich oberhalb bestimmter Temperaturen (TK ) und Drücke (pK ) in den überkritischen Zustand überführen. 4 Endlosfaserverstärkter Schaumsandwich. V03.0_de
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