Formfüllmechanismen und Gefügestrukturen beim Mikrospritzgießen teilkristalliner Thermoplaste

• Antragsteller: Dr.-Ing. Tham Nguyen-Chung
• Fachliche Zuordnung: Polymermaterialien
• Förderung: Förderung von 2006 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 27277082

Ziel des Vorhabens ist ein besseres Verständnis der bei der Formfüllung ablaufenden Prozesse in den Mikrokavitäten. Dies erfolgt auf Grundlage der Modellierung des kompressiblen Formfüllvorganges unter Einbeziehung besonderer Gegebenheiten des Mikrospritzgießens hinsichtlich der grenz- und oberflächenrelevanten Effekte wie Oberflächenspannung, Wandgleiten und Wärmeübergangsmechanismen zwischen der Schmelze und dem abgekühlten Werkzeug. Zur Anpassung der Berechnungsmodelle dient neben dem Abgleich mit den gemessenen Druckverlusten und Temperaturen die werkstoffwissenschaftliche Analyse von Mikroteilen (reverse engineering). So fungiert ein flüssigkristallines Polymer als Modellsubstanz, deren Helligkeitsunterschiede über der Dicke des Formteils Informationen über die Deformation der Schmelze liefern und somit eine ¿Momentaufnahme¿ des Strömungs- und Erstarrungsverhaltens der Polymerschmelze darstellen. Darüber hinaus bildet die Untersuchung der 3D-Gefügestrukturen von teilkristallinen Thermoplasten mit Hilfe der Nanotomographie einen weiteren Schwerpunkt des Vorhabens. Die Analyse der Strömungsverhältnisse in Kombination mit den experimentell ermittelten Prozess- Struktur-Beziehungen liefert Aussagen über die Formfüllmechanismen und deren Einfluss auf die Gefügestrukturen von Mikroformteilen aus teilkristallinen Kunststoffen, die als Grundlagen für die Optimierung dieses anspruchvollen und zugleich zukunftsträchtigen Verfahrens der Kunststoffverarbeitung dienen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen