Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Prozssintegrierte Vorhersage des Vernetzungsgrades beim Elastomerspritzen

Die mechanischen Bauteileigenschaften spritzgegossener Elastomerbauteile werden maßgeblich durch den Vernetzungsgrad bestimmt. Eine qualitative oder quantitative Bestimmung der Bauteileigenschaften erfolgt bislang erst nach der Produktion mit ei-nem großen zeitlichen Versatz, währenddessen unter Umständen Ausschuss produ-ziert wird. Eine in das Formwerkzeug integrierte Ermittlung des Vernetzungszustands von Elastomerbauteilen als neue Qualitätsgröße kann dieses Risiko deutlich minimie-ren. Die dielektrische Analyse (DEA) stellt eine in der Epoxidharzverarbeitung etab-lierte, aber noch nicht für die Elastomeranwendung verifizierte Methode zur Bestim-mung des Aushärtegrades dar.

Ziel des Vorhabens ist es daher, die Methode der dielektrischen Analyse hinsichtlich der Fähigkeit zur Erfassung des Vernetzungsablaufs beim Elastomerspritzgießen zu untersuchen. Hierzu wird zunächst ein temperierbarer Offline-Messprüfstand mit inte-grierter DEA entwickelt und gefertigt. Mit diesem Messprüfstand können variable Pro-zessbedingungen simuliert werden, um die Eindringtiefe und Temperaturabhängigkeit der Messsignale bewerten zu können. Generell ist der Versuchsaufbau für Messungen beliebiger Compounds auf organischer und anorganischer Basis verwendbar. Ab-schließend findet eine Übertragung der Ergebnisse auf ein Sensorkonzept im Form-werkzeug statt. Durch verfahrenstechnische Untersuchungen gilt es zu klären, welche Positionierung in der Kavität sinnvoll erscheint, wie hoch die Belastbarkeit des Sensors in Bezug auf die auftretenden Scher- und Druckbelastungen ist und ob allgemeine Konstruktionsrichtlinien abgleitet werden können.

Stellt sich die DEA als geeignet dar, so können Bauteile auf Basis des DEA-Messsig-nals mit definiertem Vernetzungsgrad zur Sicherstellung einer gleichbleibenden Bau-teilqualität entformt werden. Durch das verringerte Investitionsrisiko und einen gerin-geren Material- und Energieverbrauch profitieren insbesondere kmU, die etwa zwei Drittel aller Elastomer