PDF 0,52 MB - Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie

FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR PRODUKTIONSTECHNOLOGIE IPT
ANWENDUNSGERECHTE
FORMENTLÜFTUNG MITTELS
KOMPLEXER MIKROSTRUKTUREN
Fraunhofer-Institut für
Produktionstechnologie IPT
Das Projekt
Ziel des Forschungs- und Entwicklungsprojekts »VentOpt« ist es deshalb,
Steinbachstraße 17
Das Kunststoffspritzgießen zählt zu den
eine Formentlüftung durch funktionale
52074 Aachen
kostengünstigsten Fertigungsverfahren zur
Mikrostrukturen in der Trennebene des
Herstellung von Kunststoffprodukten in
Werkzeugs zu erreichen und eine Simulati-
hohen Stückzahlen. Dazu werden Formen
onssoftware weiter zu entwickeln, mit der
Ansprechpartner/Contact
eingesetzt, die während des Spritzgießvor-
sich dann auch passende Entlüftungsstruk-
Dipl.-Ing. Kai Winands
gangs geschlossen und unter hohem Druck
turen anwendungsgerecht auslegen lassen.
Telefon/Phone +49 241 8904-421
mit heißem, flüssigem Kunststoff gefüllt
Hier sollen Erkenntnisse über die Gestal-
Fax +49 241 8904-6421
werden. Die eingeschlossene Luft muss
tung, Dimensionierung und Funktionsweise
kai.winands@ipt.fraunhofer.de
dabei schnell aus der Form entweichen
unterschiedlicher Entlüftungsstrukturen
können, da sie sonst zu stark komprimiert
einfließen, die alle wichtigen Prozesspara-
Dr.-Ing. Kristian Arntz
und erhitzt wird. Als Folge davon
meter wie Fülldruck, Werkzeugtemperatur
Telefon/Phone +49 241 8904-121
werden Kunststoffteile nicht vollständig
und die Eigenschaften des eingesetzten
Fax +49 241 8904-6121
ausgeformt, es treten Oberflächenfehler
Kunststoffmaterials einbeziehen.
kristian.arntz@ipt.fraunhofer.de
auf und es kann sogar zu Verbrennungen
des Kunststoffteils durch den sogenannten
www.ipt.fraunhofer.de
»Dieseleffekt« kommen.
Lösungsansätze
Eine funktionierende Formentlüftung
Da nur die Luft und nicht der flüssige
ist daher von großer Bedeutung. Ihre
Kunststoff beim Füllvorgang aus der Form
anwendungsgerechte Umsetzung am
entweichen darf, müssen die komplexen
Werkzeug stellt den Werkzeugbauer jedoch
und filigranen Entlüftungsstrukturen präzise
vor enorme Herausforderungen.
in die Trennebene des Formwerkzeugs
eingebracht werden. Das Fraunhofer IPT
setzt dafür das Laserstrahlstrukturieren ein.
Um bereits während der Werkzeugkonstruktion die Auslegung der Entlüftung zu
berücksichtigen, entwickeln die Partner im
APPLICATION ORIENTED
MOLD VENTING USING
COMPLEX MICROSTRUCTURES
Projekt ein Softwaremodul, das geeignete
Entlüftungsstrukturen vorschlagen sowie
The Project
Our Approach
Simulationsergebnisse überprüfen die
Plastic injection molding is one of the most
To ensure that only air and not the molten
Projektpartner anhand eines speziellen
economical manufacturing technologies for
plastic leaks out, the complex and filigree
Spritzgießwerkzeugs, das mit Temperatur-
large scale production of plastic parts. Dur-
venting structures have to be machined
und Drucksensoren ausgerüstet ist.
ing the closed and high-pressure injection
precisely into the parting plane of the mold.
process, molds are filled with hot plastic
The Fraunhofer IPT here uses the laser
Das KMU-innovativ-Verbundvorhaben
melt. The enclosed air must be evacuated
surface structuring technology. To assist
»VentOpt« wird unter dem Förderkenn-
in shortest time, since it will compress and
the tool and mold maker with the layout
zeichen 02PK2371 durch das Bundesminis-
heat up too much otherwise. As a con-
of the venting already in the mold design
terium für Bildung und Forschung (BMBF)
sequence, fillings of plastic parts may not
phase, an innovative simulation software
gefördert.
be completed and surface defects or even
for the venting will be developed. Basing
combustion caused by the “Diesel Effect”
on the simulation results, suitable venting
may occur. Therefore, a sufficient venting
structures are proposed, and their position
of the mold has to be guaranteed, whereby
and number in the model are indicated.
its application oriented implementation on
For the validation of the simulation results,
the mold is still challenging.
a special injection tool is manufactured
Position und Anzahl der Öffnungen im
Werkzeugmodell anzeigen kann. Die
Projektpartner/Project Partners
– FKT Formenbau und Kunststofftechnik
GmbH, Triptis
– Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, Aachen
within the project. It is equipped with
The objectives of the project are the realiza-
several temperature and pressure sensors.
tion of the mold venting by functional
– KOMOS GmbH, Bürgel
microstructures placed in the parting plane
The KMU-innovative project “VentOpt”
– Simcon kunststofftechnische Software
of the mold and the further development
(contract no. 02PK2371) is funded by the
of an existing simulation software, which
German Federal Ministry of Education and
then allows an application oriented design
Research (BMBF).
GmbH, Würselen
of the venting structures. The functionality
of the venting and the influence of typical
process parameters, like shape and dimension of the micro structures, will therefore
be analyzed.