Analyse und Optimierung der Bauteileigenschaften beim Thermoplast-Schaumspritzgießen

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Die Herstellung von thermoplastischen Schäumen mit verschiedenen Schaumstrukturen ist technisch möglich, jedoch besteht oft unzureichendes Wissen über die Zusammenhänge zwischen Prozessführung, Bauteilstruktur und Bauteileigenschaften. Diese Arbeit zielt darauf ab, grundlegendes Prozesswissen zum Schaumspritzgießen mit physikalischen Treibmitteln zu generieren, um die Prozesskette von den Einstellparametern über die Bauteilstruktur bis zu mechanischen Bauteileigenschaften zu beschreiben. Dazu wurden umfangreiche Spritzgießversuche im Niederdruckverfahren durchgeführt. Die hergestellten geschäumten Bauteile wurden makroskopisch und mikroskopisch analysiert, wobei charakteristische Kenngrößen wie Dichte, mittlere Zellgröße, Zellverteilung und Zellverstreckung erfasst wurden. Die Einflussgrößen wie Einstellparameter, CO2-Konzentration und Nokleierungsmittelanteil wurden statistisch mit den Zielgrößen korreliert. Die Kenngrößen der Schaumstrukturen wurden exemplarisch mit den Bauteileigenschaften unter Zugbelastung in Beziehung gesetzt. Es zeigte sich, dass trotz ähnlicher Dichten unterschiedliche mechanische Eigenschaften auftreten, mit Schwankungen von bis zu 40 Prozent. Dies verdeutlicht das Potenzial, die mechanischen Eigenschaften durch gezielte Anpassungen der Schaumstruktur zu optimieren. Die Analysen tragen zur Vertiefung des Prozessverständnisses beim Thermoplast-Schaumspritzgießen bei.