Prozesse zur Herstellung von Kunststoffen modernisieren
Spritzgießen ist der wichtigste Kunststofffertigungsprozess überhaupt. Hierbei geht es sowohl um die Herstellung von Polymerteilen in Großserien als auch um anspruchsvolle Hightech-Anwendungen. Infolgedessen sind die Anforderungen an Prozesssteuerung, Stabilität und Gewährleistung der Eigenschaften recht hoch. Überdies erfordert der Trend zum Einsatz des Spritzgießens bei Mikroprodukten ein tiefes Verständnis der Physik der ablaufenden Prozesse. "Polymer injection advanced moulding", das PIAM-Projekt, ging an den Start , um eine neue Generation prädiktiver Tools für das Polymerspritzgießen zu entwickeln. In einem ersten Schritt identifizierten die Forscher Probleme im Zusammenhang mit existierenden Softwarepaketen und der Datenerfassung. Auch das Potenzial dieser Softwarepakete zur Ausweitung auf andere Polymersysteme wurde untersucht und die Möglichkeiten für neue wurden spezifiziert. Neuentwickelte Software hat reduzierte Rechenzeiten bei mehr als einer Million Unbekannten und einer verbesserten 3D-Modellierung des Spritzgießprozesses zu bieten. Die Projektpartner führten moderne physikalische Untersuchungen an thermoplastischen Polymeren und auch komplexeren Systemen durch. Außerdem wurden einige neue experimentelle Anordnungen gebaut, die eine Ausmessung der Kristallisationsmechanismen und des Verhältnisses Druck-Volumen-Temperatur sowie der Kinetik unter erschwerten Bedingungen gestatteten. Die Einführung dieser Daten in die 3D-Spritzgießsoftware ermöglichte den Projektpartnern, die verschiedenen Phasen des Prozesses zu meistern und verschiedene Parameter einschließlich Makromolekül- und Faserausrichtung sowie Polymerkristallisation vorherzusagen. Die Arbeitsergebnisse des Projekts werden mit Sicherheit die derzeit üblichen Praktiken der Spritzgießtechnik voranbringen und könnten zu einer Ausweitung des Anwendungsbereichs von Spritzgussteilen führen.
