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Das Spritzgiessen ist eines der wichtigsten Formgebungsverfahren bei der Verarbeitung von Kunststoffen. Mit diesem Verfahren lassen sich technische Teile mit komplexen Formen effizient herstellen. Beim Einspritzen des geschmolzenen Kunststoffs muss die in einer Form enthaltene Luft durch Entlüftungsöffnungen entweichen können, damit das eingespritzte Material den Hohlraum der Form richtig ausfüllen kann. Wenn die Luft nicht richtig abgeführt wird, führt die starke Kompression zu einer Überhitzung der Luft. Dies führt zu verschiedenen Qualitätsmängeln an den Spritzgussteilen, wie z. B. Verbrennungen, ungefüllte Bereiche, Hohlräume im Inneren des Spritzgussteils, Luftblasen, Luftvereisung oder auch Gussgrate.

Eine gut bemessene Entgasung ist ein wesentlicher Faktor bei der Herstellung von Spritzgussteilen. Aus diesem Grund haben sich die Unternehmen Casutt, Johnson Electric, Redel, R. Montavon und WAGO mit den Instituten iRAP und SeSi der HTA-FR zusammengeschlossen, um das kollaborative Projekt OptiAir mit finanzieller Unterstützung der NRP des Kantons Freiburg durchzuführen. Es gibt nur sehr wenige wissenschaftliche Veröffentlichungen zu diesem Thema, das Phänomen der Ausgasung wird bei der Gestaltung von Formen empirisch behandelt.

Interview mit dem Projektleiter, Professor Bruno Bürgisser von der HTA-FR

Wie haben Sie sich der Problematik der Entgasung genähert? Wie sind Sie an die Problematik der Entgasung herangegangen?

« In einem Experiment haben wir eine Spritzgussform für ein Teststück mit Sensoren bestückt und Einspritztests für verschiedene Kunststoffe durchgeführt, deren Spritzgussform den Partnerunternehmen Schwierigkeiten bereitet. Anhand der gesammelten Daten konnte das physikalische Phänomen aufgezeigt werden. Die vorherrschenden Parameter der Ausgasung wurden identifiziert und die gemessenen Werte wurden einerseits mit den Ergebnissen der rheologischen Simulation und andererseits mit den Ergebnissen einer 1D-Modellierung des Phänomens mit einer guten Korrelation verglichen. »

Sind die in den Labors der HTA-FR erzielten Ergebnisse direkt bei den Partnerunternehmen umsetzbar?

« Das Projekt läuft noch und wird im Juli 2025 abgeschlossen sein. Wir haben geplant, für die Partnerunternehmen einen Leitfaden mit bewährten Verfahren für die Gestaltung von Gussformen zu erstellen, der die Integration der Entgasung auf optimale Weise berücksichtigt. Die ersten OptiAir-Ergebnisse aus dem Labor müssen noch in Serienwerkzeugen in industriellen Produktionsstätten bestätigt werden. Die Partnerunternehmen des OptiAir-Projekts werden Tests an ihren Formen durchführen, um die Verbesserungen zu bewerten, die durch die Optimierung der Entgasung beim Spritzgiessen durch ein geeignetes Formdesign erzielt werden. »

Redaktion : Pascal Bovet