Zum Einfluss der Werkzeugtemperatur beim dynamisch temperierten Spritzgießen von teilkristallinen Mikro- und Dünnwandbauteilen

Das Mikro- und Dünnwandspritzgießverfahren zählt zu den bedeutendsten Herstellungsverfahren
zur Fertigung kleindimensionierter teilkristalliner Bauteile. Hierbei hat sich mitunter die Verwendung
der dynamischen Werkzeugtemperierung etabliert, durch welche es aufgrund einer erhöhten Werkzeugtemperatur
während der Einspritzphase zu einer Reduktion des Materialabkühlverhaltens
kommt. Neben einer besseren Abformbarkeit feiner Strukturen ist hierbei bekannt, dass eine Beeinflussung
innerer Eigenschaften und hieraus resultierender Bauteileigenschaften möglich ist.
Aktuell liegen verschiedene Limitationen zum Verständnis sich ausbildender Eigenschaften kleindimensionierter
teilkristalliner Bauteile vor. Zum einen bestehen keine vertieften Kenntnisse zum prozessbasierten
Kristallisationsverhalten mit hohen Abkühlbedingungen und isothermen Haltestufen
während der Abkühlung, was die Prozessparameterauslegung und die Interpretation von resultierenden
Bauteileigenschaften, welche maßgeblich durch den Kristallisationsprozess geprägt werden,
erschwert. Zum anderen sind bestehende Kenntnisse bezüglich spritzgegossener Bauteile vorwiegend
auf lokale Bauteilpositionen beschränkt, obwohl nicht davon ausgegangen werden kann, dass
ein homogenes Bauteilverhalten über die gesamte Bauteilgeometrie vorliegt.
Im Rahmen dieser Arbeit soll der Einfluss der Werkzeugtemperatur beim dynamisch temperierten
Spritzgießprozess auf das prozessbasierte Kristallisationsverhalten sowie auf die Ausbildung der
inneren Eigenschaften und physikalischen Bauteileigenschaften am Beispiel von PA12 erforscht
werden. Hierzu wird zunächst das thermisch induzierte Kristallisationsverhalten bei einem prozessbasierten
Temperaturverlauf analytisch und experimentell untersucht. Des Weiteren werden Dünnwandplatten
mittels dynamischer Temperierung unter Variation der Werkzeugtemperaturbedingungen
spritzgegossen und hinsichtlich der inneren Eigenschaften und physikalischen Bauteileigenschaften
charakterisiert. Mit Hilfe der Erkenntnisse soll somit die Basis für die Fertigung teilkristalliner
Dünnwandbauteile mit definierbarem Eigenschaftsprofil und hoher Bauteilperformance geschaffen
werden.