Neue Verfahrenstechnik beim Duroplast-Spritzgießen
Das Kunststoff-Zentrum SKZ entwickelt gemeinsam mit der RF Plast GmbH und der Hiltel Formentechnik GmbH im Forschungsvorhaben „Gasgegendruck-Duroplastspritzgießen“ (GGD-DSG) ein Verfahren zur Eliminierung unverdichteter Fließfrontbereiche, die beim Füllvorgang der Kavität im Duroplast-Spritzgießen entstehen können. Ziel des Forschungsprojekts ist die Entwicklung innovativer Werkzeugtechnologien zur Abdichtung eines Duroplast-Spritzgießwerkzeugs. Zudem soll ein robuster Sonderverfahrensprozess entwickelt und dessen simulationsgestützte Auslegung bewertet werden.
Duroplaste sind hochbelastbare Kunststoffe, die aufgrund ihrer hervorragenden thermischen, chemischen und elektrisch isolierenden Eigenschaften besonders in der E-Mobilität und der Elektronikbranche gefragt sind. Allerdings treten bei der Verarbeitung im Spritzgießverfahren materialspezifische Fließphänomene auf, die die Bauteilqualität und Prozessstabilität negativ beeinflussen. Das Projekt GGD-DSG des SKZ gemeinsam mit der RF Plast GmbH und der Hiltel Formentechnik GmbH will diese Herausforderungen überwinden und die Herstellung von Duroplast-Bauteilen revolutionieren.
Entwicklung neuartiger Spritzgießwerkzeuge
Das Hauptziel des Projekts ist die Entwicklung eines neuen Verfahrens, das die Fließfront beim Einspritzen von Duroplasten komprimiert hält und unverdichtete Bereiche verhindert. Hierfür werden neuartige Spritzgießwerkzeuge entwickelt, die eine Evakuierung der Kavität und eine kontrollierte Gasbeladung ermöglichen. Durch den konstanten Gasgegendruck soll die Entstehung von unverdichteten Fließfrontbereichen vermieden werden, was zu einer verbesserten Bauteilqualität (z. B. Bindenahtfestigkeit) und Prozessstabilität (z. B. reproduzierbarer Füllverlauf) führt.
Präzisere Vorhersage der Bauteileigenschaften
Ein weiterer Schwerpunkt des Projekts liegt auf der digitalen Produkt- und Prozessentwicklung. Dabei sollen Virtuelle Zwillinge der zu entwickelnde Fertigungsprozesse erstellt und in etablierte Produktentwicklungszyklen integriert werden. Dies ermöglicht eine präzisere Vorhersage der Bauteileigenschaften und eine Reduzierung des Sim2Real-Gaps, also der Abweichung zwischen Simulation und realem Ergebnis. Dadurch können künftige Simulationen deutlich an Aussagekraft gewinnen.
Steigerung der Ressourceneffizienz
Das GGD-DSG-Projekt kann dadurch einen wesentlichen Beitrag zur Lösung technischer und ökonomischer Herausforderungen in der kunststoffverarbeitenden Industrie leisten. Durch die Verbesserung der Prozessstabilität und Bauteilqualität wird die Ressourceneffizienz gesteigert und die Nachhaltigkeit des Verfahrens erhöht. Dies ist besonders relevant für Branchen wie die Automobilindustrie, die Elektronik und die Luftfahrt, die auf hochleistungsfähige und zuverlässige Materialien angewiesen sind.
Zum Projekt:
Das Forschungsvorhaben wird durch die bayrische Landesregierung im Rahmen des bayerischen Verbundforschungsprogramm (BayVFP) über eine Laufzeit von drei Jahren gefördert und seitens der Industrie durch ENGEL Austria GmbH (Spritzgießmaschine im Projekt), Duresco GmbH (Materiallieferant), Bakelite GmbH (Materiallieferant), SimpaTec GmbH (Simulationssoftware) und WITTMANN BATTENFELD GmbH (GIT-Peripherie) assoziiert unterstützt.
