Vorwort | 6 |
Inhaltsverzeichnis | 8 |
1Einleitung | 14 |
Literatur zu Kapitel 1 | 19 |
2Historie des Schaumspritzgießens | 20 |
Literatur zu Kapitel 2 | 26 |
3Physik des Schäumens | 28 |
3.1Einphasige Polymer-Gas-Lösung | 29 |
3.2Nukleierung | 31 |
3.3Blasenwachstum | 34 |
3.4Stabilisierung | 36 |
3.5Fazit zur Physik des Schäumens | 37 |
Literatur zu Kapitel 3 | 38 |
4Treibmittel | 40 |
4.1Einleitung | 40 |
4.2Physikalische Treibmittel | 41 |
4.3Chemische Treibmittel | 43 |
4.3.1Bedeutung der Stoffklassen endotherm und exotherm | 45 |
4.3.1.1Exotherme Treibmittel | 46 |
4.3.1.2Endotherme Treibmittel | 48 |
4.3.1.3Kombinationen endothermer Treibmittel | 49 |
4.3.1.4Kombination aus endothermen und exothermen Treibmitteln | 49 |
4.3.2Charakterisierung von chemischen Treibmitteln | 50 |
4.3.3Pulver und Masterbatch, Aufbau eines Treibmittelsystems für das Spritzgießen | 54 |
4.3.4Produktion von Treibmittelmasterbatches | 55 |
4.3.5Auswirkungen chemischer Treibmittel auf das Endprodukt | 56 |
Literatur zu Kapitel 4 | 57 |
5Matrixmaterialien | 58 |
5.1Polypropylen | 58 |
5.1.1Dichtereduktion | 63 |
5.1.2Schwindung und Winkelverzug | 63 |
5.1.3Druckbedarf im Werkzeug | 64 |
5.1.4Zugversuch | 65 |
5.1.5Biegeversuch | 67 |
5.1.6Impactversuch | 67 |
5.1.7Schaumstruktur | 70 |
5.1.8Fazit zur Verarbeitung von Polypropylen im Schaumspritzgießverfahren | 72 |
5.2Technische Thermoplaste für das TSG-Verfahren | 74 |
5.2.1Werkstoff- und Treibmittelauswahl | 75 |
5.2.2Schaumspritzgießen von SAN/PC-Blends | 76 |
5.2.2.1Scherrheologie von SAN/PC-Blends | 77 |
5.2.2.2Struktur der SAN/PC-Integralschäume | 81 |
5.2.2.3Mechanische Eigenschaften der SAN/PC-Integralschäume | 85 |
5.2.2.4Zusammenfassung für geschäumte SAN/PC-Blends | 89 |
5.2.3Schaumspritzgießen von schlagzähmodifiziertem SAN (ABS) | 90 |
5.2.4Schaumspritzgießen von SAN-Nanokompositen | 97 |
5.2.5Schaumspritzgießen von PA 6-Nanokompositen | 107 |
5.2.5.1Schmelzerheologie von PA + CNF | 108 |
5.2.5.2Morphologie der PA 6 + CNF-Integralschäume | 110 |
5.2.5.3Mechanische Eigenschaften der PA + CNF-Integralschäume | 113 |
Literatur zu Kapitel 5 | 114 |
6Verfahrenstechnik | 116 |
6.1Chemisches TSG-Verfahren | 117 |
6.2MuCell®-Verfahren | 119 |
6.3Ergocell®-Verfahren | 123 |
6.4Optifoam®-Verfahren | 124 |
6.5Schäumen mit Dekompression | 125 |
6.6Abgrenzung zu anderen Niederdrucktechniken | 128 |
6.6.1Fluidinjektionstechnik | 128 |
6.6.2Spritzprägen | 130 |
6.7Fazit zur Verfahrenstechnik | 132 |
Literatur zu Kapitel 6 | 133 |
7Verfahrensvergleich | 134 |
7.1TSG-Verfahren mit chemischen Treibmitteln | 135 |
7.1.1Art und Konzentration des chemischen Treibmittels | 135 |
7.1.2Schmelzetemperatur | 137 |
7.1.3Einspritzgeschwindigkeit | 138 |
7.1.4Staudruck | 140 |
7.1.5Werkzeugtemperatur | 141 |
7.1.6Prozessstabilität | 141 |
7.1.7Oberflächenqualität | 141 |
7.1.8Fazit zum chemischen Schaumspritzgießen (TSG-CH) | 142 |
7.2TSG-Verfahren mit physikalischer Begasung im Zylinder | 143 |
7.2.1Art und Konzentration des Treibfluids | 143 |
7.2.2Schmelzetemperatur | 145 |
7.2.3Einspritzgeschwindigkeit | 147 |
7.2.4Staudruck | 148 |
7.2.5Werkzeugtemperatur | 149 |
7.2.6Phänomenologische Beobachtungen | 149 |
7.2.7Fazit zum Schaumspritzgießen mit physikalischer Begasung im Zylinder | 150 |
7.3TSG-Verfahren mit physikalischer Begasung in der Düse | 151 |
7.3.1Konzentration des Treibfluids | 151 |
7.3.2Schmelzetemperatur | 153 |
7.3.3Einspritzgeschwindigkeit | 154 |
7.3.4Phänomenologische Beobachtungen | 154 |
7.3.5Fazit zum Schaumspritzgießen im TSG-PD | 155 |
7.4Gegenüberstellung des chemischen und physikalischen TSG | 156 |
7.4.1Prozessführung | 156 |
7.4.2Formteileigenschaften | 157 |
Literatur zu Kapitel 7 | 157 |
8Mechanisches Verhalten | 158 |
8.1Einführung | 158 |
8.2Strukturausbildung | 159 |
8.3Makroskopische Kennwertbeeinflussung | 162 |
8.4Bewertung der Kennwertabminderung – Zugbelastung | 164 |
8.5Bewertung der Kennwertabminderung – Biegebelastung | 165 |
8.6Spannungsverteilung | 166 |
8.7Leichtbaueffekt | 167 |
8.8Verallgemeinerte Modellvorstellung | 169 |
8.9Modellbildung zum Leichtbaueffekt | 170 |
8.10Konzept der effektiven Deckschichtdicke | 172 |
8.11Modellbildung zur effektiven Deckschichtdicke | 174 |
8.12Zugängliches Leichtbaupotenzial | 175 |
8.13Vorhersage von Steifigkeitskennwerten | 176 |
8.14Vorhersage von Festigkeitskennwerten | 178 |
8.15Einfluss von Füll- und Verstärkungsstoffen auf die Steifigkeit | 178 |
8.16Einfluss von Füll- und Verstärkungsstoffen auf die Festigkeit | 181 |
8.17Druckverformungsverhalten | 182 |
8.18Relevanz der Einflussgrößen | 184 |
8.19Mechanische Prüfung von Integralschaumstrukturen | 185 |
8.20Kennwertschwankungen | 186 |
Literatur zu Kapitel 8 | 187 |
9Einfluss des Spritzgießwerkzeugs beim Thermoplast-Schaumspritzgießen | 188 |
9.1Formteilgestaltung | 189 |
9.1.1Wanddicken, Wanddickensprünge | 189 |
9.1.2Rippen, Dome, Schnapphaken | 192 |
9.1.3Fließhindernisse | 194 |
9.2Angusssystem | 195 |
9.2.1Balancierung des Angusssystems | 195 |
9.2.2Angussbuchse | 197 |
9.2.3Anschnittarten | 198 |
9.2.4Lage der Anspritzpunkte | 200 |
9.3Temperierung beim Schaumspritzgießen | 201 |
9.4Entlüftung | 203 |
9.5Werkzeugmaterialien beim Schaumspritzgießen | 204 |
9.6Werkzeug-/verfahrenstechnische Möglichkeiten zur Verbesserung der Oberflächenqualitäten geschäumter Bauteile | 204 |
9.6.1Ursachen der geringen Oberflächenqualitäten beim Schaumspritzgießen | 204 |
9.6.2Werkzeuginnendrücke beim Schaumspritzgießen | 207 |
9.6.3Verbesserung der Oberflächenqualitäten | 207 |
9.6.4Verwendung von Oberflächenstrukturierungen | 208 |
9.6.5Verwendung von Beschichtungen im Werkzeug | 209 |
9.6.6Variotherm-Verfahren | 211 |
9.6.7Fazit | 211 |
Literatur zu Kapitel 9 | 212 |
10Sondertechnologien | 214 |
10.1MuCell®-Verfahren mit statischem Mischer | 214 |
10.2Atmende Werkzeuge | 215 |
10.3Optimierung der Oberfläche | 220 |
10.3.1Verfahrenstechnische Oberflächenverbesserung geschäumter Formteile | 221 |
10.3.1.1Gasgegendruck | 222 |
10.3.1.2Variotherm | 223 |
10.3.1.3Zusammenfassung zur verfahrenstechnischen Oberflächenverbesserung | 224 |
10.3.2Dekor-Hinterspritzen | 224 |
10.3.3Wärmebarriere | 226 |
Literatur zu Kapitel 10 | 227 |
11Anwendungsbeispiele | 228 |
Abkürzungen und Formelzeichen | 234 |
Stichwortverzeichnis | 244 |