Best Practice Swiss Plastics Expo 2023

Anisotrope Schwindungsbestimmung

Durch die Kenntnis des anisotropen Schwindungsverhaltens können die Ergebnisse der Füllsimulation optimiert und damit notwendige Änderungen im Werkzeug reduziert werden. Mit einem neuen Versuchswerkzeug können die Zusammenhänge für verschiedene Wanddicken und Kunststoffe ermittelt werden.

Ausgangslage

Bei der Herstellung von Kunststoffbauteilen im Spritzgiessverfahren muss bei der Werkzeugentwicklung berücksichtigt werden, dass die Bauteile nach dem  Auswerfen aus dem Werkzeug noch schwinden und damit kleiner werden. Je nach Geometrie, Anguss, Prozess und Material (und Füllstoffen) fällt der Grad der Schwindung  unterschiedlich ausgeprägt und hinzukommend auch richtungsabhängig aus.

Um bereits vor Bau des Werkzeuges und Erstmusterung genauere Kenntnis über diese unterschiedlichen Schwindungswerte zu erhalten, können Füllsimulationen  eingesetzt werden. Die so berechneten Schwindungsmodelle können allerdings teilweise mittel bis stark von den effektiven Schwindungen abweichen.

Genauere Bestimmung der anisotropen Schwindung

Um diese Berechnungen deutlich zu verbessern, wurde ein Werkzeug gebaut, welches die Ermittlung der anisotropen Schwindung in und quer zur Fliessrichtung für verschiedene Materialien und Bauteildicken ermöglicht.

An einer Sektorscheibe mit einem aufgebrachten Messraster (Bild 1) lassen sich die vorliegenden Schwindungen optisch bestimmen (Bild 2). Die so erhaltenen anisotropen Schwindungswerte können anschliessend für die Kalibrierung der
vorhandenen Materialmodelle verwendet werden (Bild 3), so dass eine genauere Bestimmung des Schwindungsverhaltens bei neu zu entwickelnden Bauteilen  möglich wird. So lassen sich Kunststoffbauteile schneller und mit weniger  Optimierungsiterationen am Werkzeug in den Markt bringen.