Verfahrensuntersuchung der Projektilinjektionstechnik (PIT)

Die Projektilinjektionstechnik (PIT) stellt eine wirtschaftlich und technologisch hochattraktive Verfahrensvariante der etablierten Fluidinjektionstechnik (FIT) zur Herstellung spritzgegossener Hohlkörper dar. Die in dieser Arbeit vorgestellten und erstmals systematisch durchgeführten Untersuchungen liefern ein grundlegendes Prozessverständnis. Dabei werden alle derzeit absehbaren zur erfolgreichen Implementierung der PIT erforderlichen Aspekte aufgezeigt. Dazu zählen die vergleichenden Grundlagenuntersuchungen der Mechanismen der Hohlraumausbildung bei der GIT und der PIT sowie der systematische Vergleich der PIT-Verfahren mit den Verfahren der konventionellen FIT. Des Weiteren liefert insbesondere die Beschreibung des Prozesses hinsichtlich des Einflusses der Prozessparameter, der Bauteil- und Projektilgeometrie und der eingesetzten Materialien auf die resultierenden Bauteileigenschaften wertvolle Erkenntnisse für eine erfolgreiche Implementierung des Verfahrens.

Die Untersuchungen mit Hilfe des Sichtwerkzeugs zeigen die grundlegenden Unterschiede der Mechanismen der Hohlraumausbildung zwischen der GIT und der PIT auf. Während bei der GIT die Hohlraumausbildung maßgeblich von den rheologischen Schmelzeeigenschaften und den Prozessparametern beeinflusst wird, folgt bei der PIT die Hohlraumkontur dem starren Projektilquerschnitt.
Der ausführliche Verfahrensvergleich mit praxisrelevanten Materialien und dem Bauteil Medienleitung bestätigt die gravierenden Vorteile der PIT in Bezug auf die Materialersparnis und eine mögliche Zykluszeitreduktion.
Die systematischen Untersuchungen zu den Parametereinflüssen bei der PIT liefern wichtige Erkenntnisse für eine verfahrensgerechte Prozessführung. So ist der Einfluss der Prozessparameter zwar statistisch signifikant, aber von untergeordneter Bedeutung für die Bauteileigenschaften. Dagegen zeigen die Projektil- und Bauteilgeometrie erwartungsgemäß einen sehr großen Einfluss auf die Bauteileigenschaften und erlauben weiterhin die Realisierung von Bauteilgeometrien, die bislang nicht als FIT-gerecht eingestuft wurden. Insbesondere der Projektildurchmesser, -querschnitt sowie die Ausform¬zylinderhöhe bestimmen die Qualität der Hohlraumausbildung maßgeblich. Zudem hat die Materialpaarung von Projektil und Bauteil einen signifikanten Einfluss auf die Bauteileigenschaften.