Die Temperaturänderung während des Formgebungsprozesses von Faserverbundkunststoffen ist komplexer. Da Kunststoff ein schlechter Wärmeleiter ist, ist der Temperaturunterschied zwischen dem Zentrum und dem Rand des Materials zu Beginn des Formgebungsprozesses groß, was dazu führt, dass die Aushärtungs- und Vernetzungsreaktion in den inneren und äußeren Schichten des Materials nicht gleichzeitig einsetzt.
Unter der Voraussetzung, dass die Festigkeit und andere Leistungsindikatoren des Produkts nicht beeinträchtigt werden, ist eine angemessene Erhöhung der Formtemperatur vorteilhaft, um den Formzyklus zu verkürzen und die Qualität des Produkts zu verbessern.
Ist die Formtemperatur zu niedrig, weist das geschmolzene Material nicht nur eine hohe Viskosität und schlechte Fließfähigkeit auf, sondern aufgrund der erschwerten Vernetzungsreaktion ist auch die Festigkeit des Produkts gering, das Aussehen matt, und es kommt beim Entformen zu Formverklemmungen und Auswurfverformungen.
Die Formtemperatur ist die während des Formprozesses vorgegebene Formtemperatur. Dieser Prozessparameter bestimmt die Wärmeübertragungsbedingungen der Form auf das Material im Formhohlraum und hat entscheidenden Einfluss auf das Schmelzen, Fließen und Erstarren des Materials.
Das Oberflächenmaterial wird durch Hitzeeinwirkung frühzeitig ausgehärtet, um eine harte Schalenschicht zu bilden. Die spätere Aushärtungsschrumpfung des inneren Schichtmaterials wird durch die äußere harte Schalenschicht begrenzt, was zu Druckeigenspannungen in der Oberflächenschicht des Formteils und Zugeigenspannungen in der inneren Schicht führt. Das Vorhandensein von Eigenspannungen verursacht Verformungen, Risse und eine Verringerung der Festigkeit des Produkts.
Daher ist das Ergreifen von Maßnahmen zur Verringerung des Temperaturunterschieds zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Materials im Formhohlraum und zur Vermeidung ungleichmäßiger Aushärtung eine der wichtigsten Voraussetzungen für die Erzielung qualitativ hochwertiger Produkte.
Die SMC-Formgebungstemperatur hängt von der exothermen Spitzentemperatur und der Aushärtungsgeschwindigkeit des Systems ab. Üblicherweise liegt der Aushärtungsbereich, der etwas niedriger als die Spitzentemperatur ist, im Allgemeinen bei etwa 135–170 °C und wird experimentell ermittelt. Bei schneller Aushärtung ist die Systemtemperatur niedriger, bei langsamer Aushärtung höher.
Bei der Herstellung dünnwandiger Produkte sollte die obere Grenze des Temperaturbereichs gewählt werden, bei dickwandigen Produkten die untere. Bei der Herstellung dickwandiger Produkte mit großer Tiefe ist jedoch aufgrund der längeren Prozessdauer ebenfalls die untere Grenze des Temperaturbereichs zu verwenden, um eine Erstarrung des Materials während des Fließprozesses zu verhindern.
Veröffentlichungsdatum: 09.04.2021
