Beitrag zur optimierten Vorhersage von Schwindungs- und Verzugserscheinungen spritzgegossener Kunststoffbauteile

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In dieser Arbeit wird der Einfluss von Materialdaten und Simulationsparametern auf Schwindungs- und Verzugssimulationen untersucht. Experimentelle Spritzgießversuche an einem Kastenformteil werden durchgeführt, wobei der Fokus auf teilkristallinem Polybutylenterephthalat (PBT) liegt. Ergänzende Untersuchungen betreffen kurzglasfaserverstärktes PBT (PBT-GF30) und amorphes Polystyrol (PS). Ein Messwerterfassungssystem mit einem kombinierten Druck- und Temperatursensor (pT-Sensor) ermöglicht Einblicke in lokale Vorgänge während des Spritzgießens. Die experimentell ermittelten Materialdaten werden in die Spritzgießsimulationssoftware CADMOULD® überführt. Die resultierenden Schwindungs- und Verzugswerte sowie die Messdaten werden kritisch mit den Simulationen verglichen. Hauptfaktoren werden durch qualitative Gegenüberstellungen und Haupteffektediagramme identifiziert. Die Ergebnisse zeigen, dass alle Materialeigenschaften Schwindung und Verzug beeinflussen, wobei die Fließgrenztemperatur bei unverstärkten Thermoplasten den größten Effekt hat. Bei kurzglasfaserverstärkten Materialien sind richtungsabhängige Materialdaten und Modellparameter der Faserorientierung entscheidend. Auch der Wärmeübergangskoeffizient zwischen Formteil und Kavität spielt eine wesentliche Rolle. Die Ergebnisse bieten einen Leitfaden zur Optimierung von Materialdaten für eine präzisere Vorhersage von Schwindung und Verzug.