Weniger Ausschuss

Vorausschauende Analytik und Bewertung gefüllter Kunststoffe

Die Produktivität in der Fertigung von Spritzgießbauteilen aus Hochleistungskunststoffen zu steigern, stand im Zentrum eines Projekts im österreichischen Kunststoff-Cluster. Vier Unternehmen haben gemeinsam verschiedene analytische Verfahren getestet, um einen geeigneten Methodenmix zu entwickeln, der produktionsbegleitend eine zuverlässige Qualitätssicherung für Spritzgießteile aus hochgefüllten Hochleistungskunststoffen ermöglicht.

Die Automobilzulieferergruppe TCG Unitech, Rezepturentwickler Polymerwerkstatt und der kunststoffspezifische Dienstleister Solutions 4 Science haben achtzehn Monate mit dem Institut für Polymeric Materials and Testing der Johannes Kepler Universität Linz (JKU) an der Entwicklung einer vorausschauenden Analytik für Hochleistungskunststoffe gearbeitet. Diese modulare Analytik zeigt auf, wie sich ein angeliefertes Compound in Hinblick auf Verarbeitung und Produktspezifikation verhält. Die Compounds variieren von Charge zu Charge geringfügig in der Zusammensetzung. Dies führt – besonders bei hochbeanspruchten, komplexen Spritzgießteilen – zu Qualitätsunterschieden, wenn nicht die Prozessführung im Vorfeld entsprechend angepasst wird. TCG Unitech sei es so gelungen, bei kritischen Bauteilen, die Ausschussraten zu reduzieren.

Der wichtigste Nutzen des Projekts für die Firmenpartner liegt beim aufgebauten Know-how. „Um komplexen Anforderungsprofilen zu genügen, weisen Hochleistungskunststoffe eine heterogene Werkstoffstruktur auf. Neben Aromaten-basierenden Polymeren sind Verstärkungsstoffe aus Silikaten, Carbonaten oder Kohlenstoffen sowie funktionale Additive wie Fluorpolymer-Gleitmittel unerlässlich. Die Kenntnis der werkstofflichen Struktur und das Wissen um den Zusammenhang mit Verarbeitungseffekten ist die Grundvoraussetzung für zuverlässige, langlebige Produkte ist Univ.-Prof. Gernot Wallner überzeugt. „Die Polymerwerkstatt nutzt die implementierten Methoden der JKU Linz bereits für die Qualitätssicherung und kann so seinen Kunden einen Vorteil anbieten“, sagt deren Geschäftsführer Thomas Auinger. Auch die Unitech Gruppe hat das Know-how aus dem Projekt sofort umgesetzt. „Wir haben ein STA-Gerät mit IR-Kopplung angeschafft, aufgebaut und erfolgreich in den Qualitätssicherungsprozess implementiert“, erklärt Labor-Leiter René Klaffenböck. „In einer Bauteilanalyse haben wir die Zusammenhänge zwischen dem Compound, den Prozessbedingungen und dem Bauteilverhalten herausgearbeitet.“ Bei kritischen Bauteilen sei es gelungen, die Ausschussraten zu reduzieren. Solutions 4 Science hat das im Projekt aufgebaute Know-how zur Anwendbarkeit von thermoanalytischen und spektroskopischen Charakterisierungsmethoden für Hochleistungskunststoffe für seine Kunden verfügbar gemacht. Es wurde ein Nachschlagwerk für Kunststofftechniker entwickelt, das den Zusammenhang und Nutzen spektroskopischen und thermoanalytischer Methoden zeigt und Hilfestellung in der täglichen Arbeit geben soll.

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