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Vortrag (20 Min. Vortrag, 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel)

Ermittlung und Prognose von Lebensdauereigenschaften zyklisch belasteter Spritzgussbauteile

Freitag (20.09.2019)
11:00 - 11:30 Uhr Palaiszimmer
Bestandteil von:


Neben statischen Beanspruchungen sind Kunststoffbauteile in der Anwendung oftmals auch dynamischen Beanspruchungen ausgesetzt. Diese können schon bei niedrigeren Spannungen zum Versagen eines Bauteils führen als dies bei statischen Lasten der Fall wäre. Dieses Ermüdungsverhalten liegt hauptsächlich in der inneren Struktur der Polymere begründet. Aufgrund der aufgenommenen Verformungsarbeit bei der Belastung und einer niedrigen strukturbedingten Wärmeleitfähigkeit von Kunststoffen kann es zur Erwärmung des verwendeten Polymerwerkstoffs kommen, was wiederum zu frühzeitigem Ausfall des Bauteils führen kann. Weiterhin kann die Lebensdauer noch von vielfältigen anderen Faktoren, z. B. von der Kristallisation oder Fehlstellen im Bauteil, beeinflusst werden.


Am Beispiel eines spritzgegossenen Bauteils aus POM (Polyoxymethylen), welches im Einsatz einer zyklisch-dynamischen Beanspruchung ausgesetzt ist, soll gezeigt werden, wie komplex der Zusammenhang zwischen den Werkstoffeigenschaften, den gewählten Prozessparametern und den daraus resultierenden Bauteileigenschaften ist. Dabei wurde die Lebensdauer der einzelnen Bauteile mit einem an den realen Belastungsfall angepassten Prüfstand ermittelt. Anhand eines Versuchsplans wurde der Einfluss verschiedener Faktoren auf die ermittelte Lastwechselzahl untersucht.


Dieser Versuchsplan umfasst unter anderem die relevanten geometrischen Merkmale des Bauteils, die mittels einer optischen Vermessung charakterisiert wurden. Umfangreiche mikroskopische Untersuchungen geben Aufschluss über den Einfluss möglicher innerer Fehler, z. B. hinsichtlich Kristallisation oder Lunkerbildung. Die 3D-Rekonstruktionen, die mittels eines Micro-Computertomographen erstellt wurden, liefern diesbezüglich noch weitere Parameter der inneren Bauteilstruktur und ermöglichen außerdem eine Beurteilung der Risscharakteristik nach Versagen der jeweiligen Bauteile.

Sprecher/Referent:
Dipl.-Ing. Philipp Sälzer
Universität Kassel
Weitere Autoren/Referenten:
  • Bernd Zimmermann
    Druck- und Spritzgußwerk Hettich GmbH & Co. KG
  • Prof. Dr. Hans-Peter Heim
    Universität Kassel

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