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Auswahl neuer Spritzgießformen nun kinderleicht

Spritzgießen ist ein Prozess, in dessen Verlauf ein geschmolzenes Material in eine Form gefüllt wird und dieses abkühlt und aushärtet. Daraus resultiert dann ein fertiges Produkt in gewünschter Form und mit erforderlichen Eigenschaften - ganz ähnlich wie beim Kuchenbacken. EU-finanzierte Forscher haben ein Simulationswerkzeug geschaffen, das es ermöglicht, diesen Prozess zu "beobachten", während an verschiedenen Parametern herumgefeilt wird. So verspricht dieses Tool nichts weniger als eine Revolution der Art und Weise, wie Kunden und Hersteller miteinander Geschäfte machen.
Auswahl neuer Spritzgießformen nun kinderleicht
Spritzgießen in seiner Grundform kommt zum Einsatz, um Kunststoffe zu formen. Pulverspritzgießen (Powder Injection Moulding, PIM) ist eine Variante, die zur Herstellung von Keramik- und Metallteilen unter Einsatz der für Kunststoffteile entwickelten Spritzgusstechnologie Anwendung findet. Feine Keramik- oder Metallpulver (sogenannte Füller) werden mit polymeren Bindemitteln gemischt, wodurch das Ausgangsmaterial entsteht, das dann erwärmt und in die Form gefüllt wird. Das System wird im Anschluss gekühlt und das Bindemittel entfernt, was nach dem Sintern das Endprodukt entstehen lässt.

Die Verteilung des Füllers und die Dichten des Füllers und des Polymers haben wichtige, aber bisher noch wenig durchleuchtete Auswirkungen auf das Verhalten der Mischung während der Verarbeitung sowie auf die Eigenschaften des Endprodukts. Das von der EU geförderte Matlaw-Projekt ("New material laws for metal filled injection moulding feedstocks") wurde durchgeführt, um die PIM-Füllsimulation für zwei Demonstratoren bei kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) zu verbessern und von vornherein die Festlegung optimaler Parameter zu ermöglichen.

Die Forscher analysierten die Rohmaterialien, die aus verschiedenen Bindemitteln und Pulvern bestehen, bei einer Vielzahl von Konzentrationen sowie Formparameter und deren Effekte auf die Endprodukte. Sie untersuchten Phasentrennung und Fließverhalten der Rohstoffe und modellierten die Formfüllung, um kritische Bereiche der Formen zu optimieren.

Die neue Simulationssoftware ist ein Instrument, mit dessen Hilfe die Hersteller ihren Kunden die besten Produkte für ihre Anwendungen vorführen können - hier stieß man auf großes Interesse. Die meisten Kunden wünschen tatsächlich eine Formsimulation vor der Bestellung einer neuen Form. Und so brachten sämtliche Matlaw-Partner den dringenden Bedarf an einer solchen Simulationssoftware zum Ausdruck.

Das Matlaw-Projekt konnte auf diese Weise der Spritzgussindustrie ein wertvolles Werkzeug zur Verfügung stellen, das die Form und das Verhalten der Mischung auf Basis spezieller Eingangswerte zum Füllstoff und zum Polymer genauestens simuliert. Das Resultat ist äußerst vielversprechend in Hinsicht auf Fortschritte im Pulverspritzgusssektor, was für Rohstofferzeuger, Hersteller und Kunden von Vorteil sein dürfte. Wie man heute kaum noch auf einen virtuellen Rundgang auf Basis von Simulationssoftware vor dem Bau eines Hauses verzichtet, müssen die Kunden nun auch keine neue Form mehr kaufen, ohne genaue Informationen darüber zu bekommen, wie sie sich unter verschiedenen Bedingungen in der Fertigung verhält.

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