Zum Einfluss der Werkzeugtemperatur beim dynamisch temperierten Spritzgießen von teilkristallinen Mikro- und Dünnwandbauteilen

Das Mikro- und Dünnwandspritzgießverfahren zählt zu den bedeutendsten Herstellungsverfahren zur Fertigung kleindimensionierter teilkristalliner Bauteile. Hierbei hat sich mitunter die Verwendung der dynamischen Werkzeugtemperierung etabliert, durch welche es aufgrund einer erhöhten Werkzeugtemperatur während der Einspritzphase zu einer Reduktion des Materialabkühlverhaltens kommt. Neben einer besseren Abformbarkeit feiner Strukturen ist hierbei bekannt, dass eine Beeinflussung innerer Eigenschaften und hieraus resultierender Bauteileigenschaften möglich ist. Aktuell liegen verschiedene Limitationen zum Verständnis sich ausbildender Eigenschaften kleindimensionierter teilkristalliner Bauteile vor. Zum einen bestehen keine vertieften Kenntnisse zum prozessbasierten Kristallisationsverhalten mit hohen Abkühlbedingungen und isothermen Haltestufen während der Abkühlung, was die Prozessparameterauslegung und die Interpretation von resultierenden Bauteileigenschaften, welche maßgeblich durch den Kristallisationsprozess geprägt werden, erschwert. Zum anderen sind bestehende Kenntnisse bezüglich spritzgegossener Bauteile vorwiegend auf lokale Bauteilpositionen beschränkt, obwohl nicht davon ausgegangen werden kann, dass ein homogenes Bauteilverhalten über die gesamte Bauteilgeometrie vorliegt. Im Rahmen dieser Arbeit soll der Einfluss der Werkzeugtemperatur beim dynamisch temperierten Spritzgießprozess auf das prozessbasierte Kristallisationsverhalten sowie auf die Ausbildung der inneren Eigenschaften und physikalischen Bauteileigenschaften am Beispiel von PA12 erforscht werden. Hierzu wird zunächst das thermisch induzierte Kristallisationsverhalten bei einem prozessbasierten Temperaturverlauf analytisch und experimentell untersucht. Des Weiteren werden Dünnwandplatten mittels dynamischer Temperierung unter Variation der Werkzeugtemperaturbedingungen spritzgegossen und hinsichtlich der inneren Eigenschaften und physikalischen Bauteileigenschaften charakterisiert. Mit Hilfe der Erkenntnisse soll somit die Basis für die Fertigung teilkristalliner Dünnwandbauteile mit definierbarem Eigenschaftsprofil und hoher Bauteilperformance geschaffen werden.