Verarbeitungsbelastung und werkstoffliche Gebrauchstauglichkeit von spritzgegossenen Mikroelementen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Gottfried W. Ehrenstein (†)
• Fachliche Zuordnung: Kunststofftechnik
• Förderung: Förderung von 2006 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 18776890

Die Gebrauchseigenschaften von spritzgegossenen Erzeugnissen hängen von ihrem chemischen Aufbau und ihrer inneren Struktur ab. Bei der Verarbeitung wird der chemische Aufbau durch Werkstoffschädigung und die innere Struktur durch Ausbildung der Morphologie, des Kristallisationsgrades sowie der Aufprägung von Orientierungen und Eigenspannungen mitbestimmt. Während die Zusammenhänge zwischen Verarbeitungsparametern, Werkstoffschädigung, innerer Struktur und resultierenden Gebrauchseigenschaften für konventionelle Spritzgießteile ausführlich untersucht wurden, sind die Zusammenhänge bei Mikroelementen bislang nicht bekannt. Das Ziel der Arbeit ist es, zu untersuchen, inwieweit sich aufgrund des hohen Oberflächen- /Volumenverhältnisses bei Mikroteilen und des ebenfalls beeinflussten chemischen Aufbaus eine im Vergleich zum konventionellen Spritzgießen verminderte Ausnutzung des Werkstoffpotentials ergibt. Zur Kompensation der Abminderung soll die langsamere Abkühlung durch Werkzeugeinsätze mit verminderter Wärmeleitfähigkeit und die Reduzierung der thermisch-oxidativen Belastung dienen. Die wesentlichen Wirkmechanismen auf den resultierenden chemischen Aufbau ergeben sich aus der thermischen, der thermisch-oxidativen und der mechanischen Werkstoffbelastung. Die innere Struktur wird hingegen von der Abkühlgeschwindigkeit dominiert. Zur Verringerung der Werkstoffschädigung erfolgen Arbeiten mit Granulat, dem vorher der darin gelöste Sauerstoff entzogen wurde. Der Einfluss der Abkühlgeschwindigkeit wird an Probekörpern mit unterschiedlichen Oberflächen- /Volumenverhältnissen sowie an Probekörpern aus konventionellen und thermisch geringer leitfähigen Werkzeugeinsätzen untersucht.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 702: Maschinen-, Werkzeug- und Prozessentwicklung für neue Verfahren zur Herstellung von Mikrobauteilen über flüssige Phasen
• Großgeräte: Mikro-Zugprüfgerät
• Gerätegruppe: 2900 Statische und quasistatische Prüfmaschinen und -anlagen
• Beteiligte Person: Dr.-Ing. Ines Kühnert