Optimierung der Füllphase im Schaumspritzgießen durch geometrieoptimiertes Einspritzen
Thema der Arbeit
Um Material und Energie einzusparen rücken z.B. in der Automobilindustrie Leichbautechnologien in den Vordergrund. Gleichzeitig nehmen die Anforderungen an die Qualität von Kunststoffformteilen zu. Das Schaumspritzgießen bietet gegenüber dem konventionellen Spritzgießen diverse Vorteile. Formteile können mit einer höheren Maßhaltigkeit bei gleichzeitig geringerem Materialeinsatz gefertigt werden und ermöglichen eine energieeffizientere Produktion mit verkürzten Zykluszeiten. Allerdings ergeben sich aus der Treibmittelbeladungen der Kunststoffschmelze nur mäßige Oberflächenqualitäten. Silberschlieren und Schmelzeeruptionen hemmen den Einsatz des Sonderverfahrens für Formteile in Sichtanwendungen.
Die typischen Oberflächendefekte haben ihren Ursprung an der sich während der Füllung der Kavität ausbreitenden Fließfront. Durch eine an die Geometrie des produzierten Formteils angepasste Profilierung des Einspritzvolumenstroms können homogenere Oberflächenqualitäten erreicht werden. Die Spritzgießsimulation ist ein wirkungsvolles Werkzeug um Prozesse virtuell und effizient zu optimieren. Zur Profilierung des Einspritzvolumenstroms auf Basis von Füllsimulationen bestehen bereits Modelle für das konventionelle Spritzgießen, die auf das Schaumspritzgießen übertragen werden sollen.
© IKVDie Arbeit wird in dieser Arbeitsgruppe verfasst:
In der Arbeitsgruppe Thermoplast-Schaumspritzgießen befassen wir uns mit verschieden Aspekten der innovativen Leichtbautechnologie Schaumspritzgießen. Zu den wesentlichen Forschungsschwerpunkten gehören unter anderem Auslegungsrichtlinien für den Strukturleichtbau, Prozessoptimierung für zu verschweißende geschäumte Formteile und die Verbesserung von Oberflächenqualitäten für den Einsatz im Automobil oder Weißer Ware.
Zielsetzung:
Das Ziel deiner Arbeit ist es, zu untersuchen, inwiefern sich die bestehenden Prozessmodelle des konventionellen Spritzgießens auch im Schaumspritzgießen zur Profilierung des Einspritzvolumenstroms und zum Erreichen homogener Fließfrontgeschwindigkeiten eignen. Hierzu soll zunächst ein bestehendes Prozessmodell für das konventionelle Spritzgießen an eine für das Schaumspritzgießen geeignete Spritzgießmaschine angepasst werden. Anschließend soll der Einfluss des expandierenden Treibmittels auf die resultierenden Fließfrontgeschwindigkeiten während der Formfüllung untersucht und das Optimierungspotenzial für das Prozessmodell identifiziert werden.
Deine Aufgabenstellung für eine Bachelorarbeit:
- Herstellung von Probekörpern an einer modernen Spritzgießmaschine mit dem Sonderverfahren Schaumspritzgießen und im konventionellen Spritzgießen
- Auswertung von Maschinen- und Werkzeugsensorik-Daten zur Analyse der resultierenden Fließfrontgeschwindigkeiten während der Formfüllung
- Identifikation und Implementierung von notwendigen Anpassungen des Modells in MatLab
Dein Profil
Bevorzugte Studiengänge:
- Maschinenbau / Wirtschaftsingenieurwesen, Fachrichtung Maschinenbau
- Allgemeiner Maschinenbau
- Materialwissenschaften
- Wirtschaftsingenieurwesen, Fachrichtung Werkstoff- und Prozesstechnik
Das zeichnet dich außerdem aus:
- Begeisterung für praktische Arbeiten an der Maschine
- Kommunikativ und teamfähig
- Motivation und Einsatzbereitschaft