Entwicklung von Sequenzverfahren zur Herstellung von Hohlkörpern und Sandwichformteilen aus Polyurethan

Der Werkstoff Polyurethan (PUR) nimmt aufgrund seines sehr breiten Eigenschaftsspektrums seit vielen Jahren einen festen Platz in der Kunststoffindustrie ein. Darüber hinaus gewinnen im Thermoplastbereich Spritzgießsonderverfahren wie die Gasinjektionstechnik und das Sandwichspritzgießen wegen ihrer verfahrenstechnischen Vorteile (z.B. Material- und Gewichtseinsparung) zunehmend an Bedeutung. Die Kombination dieser verfahrensbedingten Vorteile mit dem großen Werkstoffpotenzial der Polyurethane durch die Entwicklung eines Gas-assisted Reaction Injection Moulding (G-RIM) und Sandwich-RIM-Verfahrens verspricht dabei eine ideale Synergie und vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. In der vorliegenden Abhandlung wird demonstriert, dass trotz der signifikanten Unterschiede im Verarbeitungsverhalten zwischen Thermoplasten und PUR-Reaktionssystemen die Herstellung qualitativ hochwertiger PUR-Bauteile mit diesen neuen PUR-Verarbeitungstechnologien möglich ist. Insbesondere das G-RIM-Verfahren hat sich dabei als sehr stabile und reproduzierbare Prozesstechnik herauskristallisiert. Diesbezüglich wird in umfangreichen rheologischen und verfahrenstechnischen Untersuchungen anhand verschiedener PUR-Systeme das Prozessverhalten detailliert analysiert, der Einfluss der wesentlichen Prozessparameter auf die Bauteileigenschaften erarbeitet und das Prozessfenster rheologisch eingegrenzt. Abschließend wird an einem praxisrelevanten Bauteil gezeigt, dass die G-RIM-Technik auch bei geometrisch komplexeren Randbedingungen anwendbar ist.