Schlüsselwort: Schaum

Bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts entwickelte Leo Hendrik Baekeland den ersten kommerziell verfügbaren Kunststoff „Bakelit“, der als Pressmasse für die Herstellung von Haushalts- und Küchengeräten, als Isolator in elektrischen Schaltern oder für Gehäuseteile verwendet wurde. Dabei waren die hohe chemische Beständigkeit, die guten elektrischen Isolationseigenschaften, sowie die mechanischen Eigenschaften und die einfache Verarbeitung vom Rohstoff zum fertigen Produkt ausschlaggebend für den wirtschaftlichen Erfolg und die industrielle Verbreitung des Werkstoffs. Diese Eigenschaften sind es auch noch heute für den Einsatz duroplastischer Formmassen ausschlaggebend. Dabei weisen insbesondere duroplastische Formmassen bedingt durch einen hohen Füllstoffgehalt jedoch auch eine im Vergleich zu technischen Thermoplasten hohe Dichte auf. Anders als in der im Spritzgießen von Thermoplasten existiert für das Duroplastspritzgießen kein industriell etabliertes Schaumspritzgießverfahren. In der vorliegenden Arbeit werden die Verwendung von chemischen Treibmitteln und die Verwendung von Glashohlkugeln im Spritzgießen von rieselfähigen duroplastischen Formmassen untersucht. Bei Verwendung von chemischen Treibmitteln werden hierbei Gewichtsreduktion der Formteile von bis zu 20 % erzielt. Auch durch die Zugabe von Glashohlkugeln kann die Dichte der Formteile gesenkt werden. Im Gegensatz zum chemischen Schaumspritzgießen können durch Zugabe von Glashohlkugeln die gewichtsspezifischen Eigenschaften der Werkstoffe gesteigert werden. Neben der Verminderung des Formteilgewichts steht die Analyse des Einflusses der Verfahren auf die mechanischen Eigenschaften im Mittelpunkt der vorgestellten Untersuchungen. Auf Grundlage statistischer Versuchspläne wird der Effekt wesentlicher Prozessparameter auf die Gewichtsreduktion und die mechanischen Eigenschaften aufgezeigt. Insbesondere die Werkzeugtemperatur ist bestimmend für die erreichbare Gewichtsreduktion der untersuchten Formteile. In einer abschließenden vergleichenden Bewertung werden die untersuchten Verfahren einander gegenübergestellt und eine qualitative Bewertung der Wirtschaftlichkeit vorgenommen.

Bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts entwickelte Leo Hendrik Baekeland den ersten kommerziell verfügbaren Kunststoff „Bakelit“, der als Pressmasse für die Herstellung von Haushalts- und Küchengeräten, als Isolator in elektrischen Schaltern oder für Gehäuseteile verwendet wurde. Dabei waren die hohe chemische Beständigkeit, die guten elektrischen Isolationseigenschaften, sowie die mechanischen Eigenschaften und die einfache Verarbeitung vom Rohstoff zum fertigen Produkt ausschlaggebend für den wirtschaftlichen Erfolg und die industrielle Verbreitung des Werkstoffs. Diese Eigenschaften sind es auch noch heute für den Einsatz duroplastischer Formmassen ausschlaggebend. Dabei weisen insbesondere duroplastische Formmassen bedingt durch einen hohen Füllstoffgehalt jedoch auch eine im Vergleich zu technischen Thermoplasten hohe Dichte auf. Anders als in der im Spritzgießen von Thermoplasten existiert für das Duroplastspritzgießen kein industriell etabliertes Schaumspritzgießverfahren. In der vorliegenden Arbeit werden die Verwendung von chemischen Treibmitteln und die Verwendung von Glashohlkugeln im Spritzgießen von rieselfähigen duroplastischen Formmassen untersucht. Bei Verwendung von chemischen Treibmitteln werden hierbei Gewichtsreduktion der Formteile von bis zu 20 % erzielt. Auch durch die Zugabe von Glashohlkugeln kann die Dichte der Formteile gesenkt werden. Im Gegensatz zum chemischen Schaumspritzgießen können durch Zugabe von Glashohlkugeln die gewichtsspezifischen Eigenschaften der Werkstoffe gesteigert werden. Neben der Verminderung des Formteilgewichts steht die Analyse des Einflusses der Verfahren auf die mechanischen Eigenschaften im Mittelpunkt der vorgestellten Untersuchungen. Auf Grundlage statistischer Versuchspläne wird der Effekt wesentlicher Prozessparameter auf die Gewichtsreduktion und die mechanischen Eigenschaften aufgezeigt. Insbesondere die Werkzeugtemperatur ist bestimmend für die erreichbare Gewichtsreduktion der untersuchten Formteile. In einer abschließenden vergleichenden Bewertung werden die untersuchten Verfahren einander gegenübergestellt und eine qualitative Bewertung der Wirtschaftlichkeit vorgenommen.