Hochglanzoberflächen beim Spritzgießen: Quantitative topografische Beurteilung der Formenstahl- und Kunststoffoberfläche

Gerald R. Berger; Walter Friesenbichler; Michael Reitter; Stefan Jutz; Günter R. Langecker

doi:10.3139/120.110121

Article

Hochglanzoberflächen beim Spritzgießen

Quantitative topografische Beurteilung der Formenstahl- und Kunststoffoberfläche

Gerald R. Berger , Walter Friesenbichler , Michael Reitter , Stefan Jutz and Günter R. Langecker

Published/Copyright: May 26, 2013

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From the journal Materials Testing Volume 52 Issue 4

Kurzfassung

Hochglänzende Spritzgussteiloberflächen werden aus Design- und aus funktionellen Gründen eingesetzt. Eine hervorragende Oberflächenqualität des korrespondierenden (Stahl-)Formeinsatzes ist eine Grundvoraussetzung, welche neben der Auswahl des Kunststoffes und der Prozessführung des Spritzgießens das gewünschte Erscheinungsbild der Formteiloberfläche beeinflusst. Im Rahmen eines multilateralen Forschungsprojektes am Polymer Competence Center (PCCL), Leoben wurden 12 unterschiedliche metallische Hochglanzpoliturgüten erstellt und über Topografiemessungen mittels Weißlichtinterferometrie, dreidimensionaler Rauigkeitsauswertung und 3 daraus abgeleiteten topografischen Qualitätsparametern eindeutig beschrieben. Letztere berücksichtigen die in unterschiedlicher lateraler Ausprägung auftretenden Oberflächendefekte Orangenhaut sowie Mattigkeit (Rauheit sowie Feinstrauheit). Weiters wurde die Abformung in die Kunststoffe Polypropylen und Polycarbonat untersucht.

Abstract

High-gloss injection molded part surfaces are used in design and functional applications. Polymer grade and processing are influencing the surface quality, additionally, a high quality mold steel surface is a basic requirement. 12 different high-gloss polished steel surfaces were evaluated by using white light interferometry. 3D roughness analysis was used to determine 3 topographical quality parameters, which consider different lateral surface defect features like orange peel (waviness) and worse specular reflection (roughness and micro-roughness). Moreover, the replication into the polymers polypropylene and polycarbonate was examined.

Dipl.-Ing. Dr. Gerald R. Berger, geb. 1975, studierte Kunststofftechnik an der Montanuniversität Leoben, Österreich. Nach dem Studienabschluss 2002 sammelte er praktische Erfahrungen in der Automobilzulieferindustrie und kehrte anschließend wieder nach Leoben zurück, um am Polymer Competence Center Leoben (PCCL) in einem multilateralen Forschungsprojekt zum Thema „Reproduzierbare Herstellung von Oberflächenstrukturen und -qualitäten an Spritzgießteilen“ maßgeblich mitzuwirken. Nach der Promotion in Kunststofftechnik (2006, Zweitfach Oberflächentechnik) übernahm er die Leitung des Arbeitsbereiches „Oberflächen von Spritzgießteilen“. Ferner beschäftigt er sich mit der Analyse von Entformungskräften sowie dem Einsatz variothermer Prozessführung beim Spritzgießen.

Ass. Prof. Dipl.-Ing. Dr. mont. Walter Friesenbichler, geb. 1957, studierte Kunststofftechnik an der Montanuniversität Leoben und promovierte im Fach Kunststoffverarbeitung. Er ist seit 1984 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Kunststoffverarbeitung der Montanuniversität Leoben, leitete dieses Institut knapp 6 Jahre als interimistischer Leiter und ist derzeit Stellvertreter des Institutsvorstandes. Von 2002 bis 2006 war er Senior-Researcher und ab 2006 ist er Key- Researcher am Polymer Competence Center in Leoben. Seine Hauptforschungsbereiche sind Spritzgießen, Rheologie von Kunststoffschmelzen und Compounds sowie Tribologie und Verschleiß in der Kunststoffverarbeitung.

Emeritierter O.Univ.Prof. Dr.-Ing. Günter R. Langecker, geb. 1940, studierte Verfahrenstechnik an der RWTH Aachen und promovierte im Fach Verfahrenstechnik. Nach 16 Jahren praktischer Tätigkeit in der Kunststoffwirtschaft, davon 5 Jahre in der Battenfeld-Gruppe als Ressortleiter für Blasformmaschinen sowie 7 Jahre als Geschäftsführer der Battenfeld Entwicklungsgesellschaft wurde er 1989 an den Lehrstuhl für Kunststoffverarbeitung der Montanuniversität Leoben berufen, den er bis 2006 inne hatte. Seine Forschungstätigkeiten sind fokussiert auf Spritzgießen, Extrudieren, angewandte Rheologie, Thermodynamik und Tribologie. Seit 2002 bis heute ist er Key-im Polymer Competence Center Leoben.

Dipl.-Ing. Michael Reitter, geb. 1979, studierte bis 2006 Kunststofftechnik an der Montanuniversität Leoben. Seither ist er bei Gebauer&Griller Kabelwerk GmbH, A-2170 Poysdorf, im Bereich Material- und Compoundentwicklung tätig.

Ing. Stefan Jutz, geb. 1958, maturierte 1985 im Fach Maschinenbau an der HTL Bregenz. Seit 1985 ist er im Werkzeug- und Maschinenhandel mit Fokus auf Formenbau tätig, wobei er 1990 sein eigenes Unternehmen gründete. Ab 1992 spezialisierte er sich auf die Oberflächenfeinbearbeitung, wo er auch eigene Entwicklungen patentieren konnte. Ferner ist er als externe Lehrkraft an Höheren Technischen Lehranstalten tätig bzw. bietet Kurse zum Erlernen der Grundzüge des Polierens an.

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Online erschienen: 2013-05-26

Erschienen im Druck: 2010-04-01

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https://doi.org/10.3139/120.110121