Definierte lokale Eigenschaftsbeeinflussung beim Spritzgießen thermoplastischer Mikrobauteile unter dynamisch temperierter Prozessführung, Erkenntnistransfer-Projekt

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Dietmar Drummer
• Fachliche Zuordnung: Kunststofftechnik
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 258700519

Im Rahmen des Projekts 'Verarbeitungsbelastung und werkstoffliche Gebrauchstauglichkeit von spritzgegossenen Mikroelementen' der DFG Forschergruppe 702 (Maschinen-, Werkzeug- und Prozessentwicklung für neue Verfahren zur Herstellung von Mikrobauteilen über flüssige Phasen) konnte bereits grundsätzlich die Beeinflussbarkeit der Gebrauchseigenschaften thermoplastischer Mikrobauteile durch die Verarbeitung gezeigt werden. Insbesondere unterschiedliche Abkühlbedingungen mittels gering wärmeleitender Werkzeugwerkstoffe begünstigen die Morphologieausbildung und somit das Gebrauchsverhalten. Aufgrund des hohen Verschleißes und der eingeschränkten Regelbarkeit der Abkühlbedingungen ist der Einsatz gering wärmeleitender Werkstoffe jedoch begrenzt. Ziel des Projektes ist es, grundlegende Erkenntnisse zur Beeinflussbarkeit des Werkstoffverhaltens zu nutzen, um die gezielte lokale Eigenschaftsausbildung in spritzgegossenen Bauteilen zu erforschen. Mittels neuartiger im Spritzgießwerkzeug eingebrachter segmentierter Temperierelemente (Hochleistungsheizkeramiken) soll das Abkühlverhalten des Werkstoffs lokal so beeinflusst werden, dass entweder eine maximale Gradierung der Eigenschaften oder eine Homogenisierung von prozess- oder geometriebedingten Einflüssen erreicht wird. Weiterhin werden Wechselwirkungen hinsichtlich der Erreichbarkeit des Aspektverhältnis und der fließwegabhängigen Abformbarkeit von definierten geometrischen Strukturen im Projekt erforscht. Aus den im Projekt gewonnenen Erkenntnissen zur lokalen Eigenschaftsbeeinflussung soll ein algorithmisches Model erstellt werden, wodurch über stoffliche und prozesstechnische Eingangsgrößen eine Ableitung der lokal zu erwartenden Bauteileigenschaften erreicht wird. Des Weiteren sollen die Erkenntnisse zu Einflussgrößen, Wechselwirkungen und lokaler Beinflussbarkeit der Bauteileigenschaften in einen Demonstrator fließen. Verbunden hiermit ist auch die Ableitung von Richtlinien für die Werkzeugauslegung und die Prozessgestaltung zur Herstellung von Mikrobauteilen unter dynamischer Werkzeugtemperierung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen (Transferprojekt)
• Beteiligte Institution: Gesellschaft Wärme Kältetechnik mbH; Ypsomed AG