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==Allgemeines== | |||
Im Spritzgießprozess tritt beim Abkühlen des Formteils (siehe: [[Formmasse]]) im Werkzeug eine Volumenkontraktion ([[Schwindung]]) auf, wodurch in den Randbereichen eine Druckeigenspannung und im Inneren eine [[Zugversuch Eigenspannungen Orientierungen|Zugeigenspannung]] aufgebaut wird. In Bereichen von Masseanhäufungen ist diese Volumenkontraktion der Schmelze erhöht, da das sich reduzierende Volumen nicht durch neue Schmelze ersetzt werden kann.<br> | |||
==Prozess der Entstehung von Vakuolen== | |||
Vakuolen, die in der [[Zerstörungsfreie Kunststoffprüfung|zerstörungsfreien Prüfung (ZfP)]] auch als Lunker bezeichnet werden, treten dann auf, wenn die erstarrte Randschicht eine ausreichende Stabilität aufweist, um der inneren Kontraktionsneigung entgegenzuwirken. Aufgrund der im Inneren wirkenden Zugeigenspannungen reißt die [[Formmasse]] im Zentrum von Materialanhäufungen auf und es werden Löcher gebildet ('''Bild 1'''). Die Löcher haben infolge des Unterdrucks eine zerklüftete [[Oberfläche]] und sind unregelmäßig geformt. Sie unterscheiden sich sehr deutlich von den [[Gasblasen]] ('''Bild 2''').<br> | Vakuolen, die in der [[Zerstörungsfreie Kunststoffprüfung|zerstörungsfreien Prüfung (ZfP)]] auch als Lunker bezeichnet werden, treten dann auf, wenn die erstarrte Randschicht eine ausreichende Stabilität aufweist, um der inneren Kontraktionsneigung entgegenzuwirken. Aufgrund der im Inneren wirkenden Zugeigenspannungen reißt die [[Formmasse]] im Zentrum von Materialanhäufungen auf und es werden Löcher gebildet ('''Bild 1'''). Die Löcher haben infolge des Unterdrucks eine zerklüftete [[Oberfläche]] und sind unregelmäßig geformt. Sie unterscheiden sich sehr deutlich von den [[Gasblasen]] ('''Bild 2''').<br> | ||
Vakuolen werden insbesondere dann gebildet, wenn die Verarbeitungsbedingungen bzw. wenn die Werkzeug- und/oder Bauteilkonstruktion nicht optimal sind. Hauptursachen für die Entstehung von Vakuolen sind eine zu niedrige Werkzeugtemperatur, ein zu geringer effektiver Nachdruck, eine zu kurz gewählte Nachdruckzeit, Engstellen im Fließweg, eine falsche Anschnittlage (im dünnwandigen Bereich) oder ein zu kleiner Anschnitt [1, 2]. | Vakuolen werden insbesondere dann gebildet, wenn die Verarbeitungsbedingungen bzw. wenn die Werkzeug- und/oder Bauteilkonstruktion nicht optimal sind. Hauptursachen für die Entstehung von Vakuolen sind eine zu niedrige Werkzeugtemperatur, ein zu geringer effektiver Nachdruck, eine zu kurz gewählte Nachdruckzeit, Engstellen im Fließweg, eine falsche Anschnittlage (im dünnwandigen Bereich) oder ein zu kleiner Anschnitt [1, 2]. | ||
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Sehr kleine Vakuolen werden als [[Mikroporen]] bezeichnet. | Sehr kleine Vakuolen werden als [[Mikroporen]] bezeichnet. | ||
==Siehe auch== | |||
*[[Schadensanalyse VDI Richtlinie 3822]] | |||
*[[Prüfung von Verbundwerkstoffen]] | |||
*[[Shearographie]] | |||
*[[Schlagbeanspruchung Kunststoffe]] | |||
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|Kurr, F.: Praxishandbuch der Qualitäts- und Schadensanalyse für Kunststoffe. Carl Hanser Verlag München (2014) (ISBN 978-3- | |Kurr, F.: Praxishandbuch der Qualitäts- und Schadensanalyse für Kunststoffe. Carl Hanser Verlag München (2014) (ISBN 978-3-446-43775-3; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter D 6-2) | ||
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'''Zusätzliche Literaturhinweise zur Kunststoffdiagnostik/Schadensanalyse''' | '''Zusätzliche Literaturhinweise zur Kunststoffdiagnostik/Schadensanalyse''' | ||
*[[Ehrenstein,_Gottfried_W.|Ehrenstein, G. W.]]: Kunststoff-Schadensanalyse – Methoden und Verfahren. Carl Hanser Verlag München, Wien (1992) (ISBN 978-3-446-17329-3; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter D 2) | *[[Ehrenstein,_Gottfried_W.|Ehrenstein, G. W.]]: Präparation. Unverstärkte, hochgefüllte und verstärkte Kunststoffe – Ätzen für Strukturunterbrechungen. Erlanger Kunststoff-Schadenanalyse. Carl Hanser Verlag München (2019) (ISDN 978-3-446-40382-6; e-Book ISBN 978-3-446-46054-6; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter F 27) | ||
*Ehrenstein, G. W.: Kunststoff-Schadensanalyse – Methoden und Verfahren. Carl Hanser Verlag München, Wien (1992) (ISBN 978-3-446-17329-3; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter D 2) | |||
*Ehrenstein, G. W.: SEM of Plastics Failure – REM von Kunststoffschäden. Carl Hanser Verlag München (2010) (ISBN 978-3-446-42242-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter D 5) | *Ehrenstein, G. W.: SEM of Plastics Failure – REM von Kunststoffschäden. Carl Hanser Verlag München (2010) (ISBN 978-3-446-42242-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter D 5) | ||
*Engel, | *Engel, L., Klingele, H., Ehrenstein, G. W., Schaper, H.: Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen von Kunststoffschäden. Carl Hanser Verlag München, Wien (1978) 1. Auflage (ISBN 978-3-446-12560-5, siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter D 8) | ||
*Brostow, W., Corneliussen, R. D.: Failure of Plastics. Carl Hanser Verlag München, Wien (1986) (ISBN 978-3-446-14199-5; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter D 10) | *Brostow, W., Corneliussen, R. D.: Failure of Plastics. Carl Hanser Verlag München, Wien (1986) (ISBN 978-3-446-14199-5; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter D 10) | ||
*Ezrin, Myer: Plastics Failure Guide – Cause and Prevention. Carl Hanser Verlag München, 2nd Edition (2013) (ISBN 978-1-56990-449-7; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter D 7) | *Ezrin, Myer: Plastics Failure Guide – Cause and Prevention. Carl Hanser Verlag München, 2nd Edition (2013) (ISBN 978-1-56990-449-7; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter D 7) | ||
Aktuelle Version vom 5. Juni 2025, 12:15 Uhr
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Vakuolen
Allgemeines
Im Spritzgießprozess tritt beim Abkühlen des Formteils (siehe: Formmasse) im Werkzeug eine Volumenkontraktion (Schwindung) auf, wodurch in den Randbereichen eine Druckeigenspannung und im Inneren eine Zugeigenspannung aufgebaut wird. In Bereichen von Masseanhäufungen ist diese Volumenkontraktion der Schmelze erhöht, da das sich reduzierende Volumen nicht durch neue Schmelze ersetzt werden kann.
Prozess der Entstehung von Vakuolen
Vakuolen, die in der zerstörungsfreien Prüfung (ZfP) auch als Lunker bezeichnet werden, treten dann auf, wenn die erstarrte Randschicht eine ausreichende Stabilität aufweist, um der inneren Kontraktionsneigung entgegenzuwirken. Aufgrund der im Inneren wirkenden Zugeigenspannungen reißt die Formmasse im Zentrum von Materialanhäufungen auf und es werden Löcher gebildet (Bild 1). Die Löcher haben infolge des Unterdrucks eine zerklüftete Oberfläche und sind unregelmäßig geformt. Sie unterscheiden sich sehr deutlich von den Gasblasen (Bild 2).
Vakuolen werden insbesondere dann gebildet, wenn die Verarbeitungsbedingungen bzw. wenn die Werkzeug- und/oder Bauteilkonstruktion nicht optimal sind. Hauptursachen für die Entstehung von Vakuolen sind eine zu niedrige Werkzeugtemperatur, ein zu geringer effektiver Nachdruck, eine zu kurz gewählte Nachdruckzeit, Engstellen im Fließweg, eine falsche Anschnittlage (im dünnwandigen Bereich) oder ein zu kleiner Anschnitt [1, 2].
| Bild 1: | Vakuolen an spritzgegossenen Bauteilen im Bereich von Materialanhäufungen, a) Beispiel aus [2] PBT-GF, b) Beispiel aus [3] PA/PTFE-Kolbenring |
| Bild 2: | Vakuolen auf der Bruchfläche einer Schelle aus Polyoxymethylen (Kurzzeichen: POM), a) lichtmikroskopische Aufnahme, b) REM-Aufnahme |
Sehr kleine Vakuolen werden als Mikroporen bezeichnet.
Siehe auch
- Schadensanalyse VDI Richtlinie 3822
- Prüfung von Verbundwerkstoffen
- Shearographie
- Schlagbeanspruchung Kunststoffe
Literaturhinweise
| [1] | VDI 3822 Blatt 2.1.1 (2024-06): Schadensanalyse – Schäden an thermoplastischen Kunststoffprodukten durch fehlerhafte Konstruktion |
| [2] | VDI 3822 Blatt 2.1.2 (2024-06): Schadensanalyse – Schäden an thermoplastischen Kunststoffprodukten durch fehlerhafte Verarbeitung |
| [3] | Kurr, F.: Praxishandbuch der Qualitäts- und Schadensanalyse für Kunststoffe. Carl Hanser Verlag München (2014) (ISBN 978-3-446-43775-3; siehe AMK-Büchersammlung unter D 6-2) |
Zusätzliche Literaturhinweise zur Kunststoffdiagnostik/Schadensanalyse
- Ehrenstein, G. W.: Präparation. Unverstärkte, hochgefüllte und verstärkte Kunststoffe – Ätzen für Strukturunterbrechungen. Erlanger Kunststoff-Schadenanalyse. Carl Hanser Verlag München (2019) (ISDN 978-3-446-40382-6; e-Book ISBN 978-3-446-46054-6; siehe AMK-Büchersammlung unter F 27)
- Ehrenstein, G. W.: Kunststoff-Schadensanalyse – Methoden und Verfahren. Carl Hanser Verlag München, Wien (1992) (ISBN 978-3-446-17329-3; siehe AMK-Büchersammlung unter D 2)
- Ehrenstein, G. W.: SEM of Plastics Failure – REM von Kunststoffschäden. Carl Hanser Verlag München (2010) (ISBN 978-3-446-42242-1; siehe AMK-Büchersammlung unter D 5)
- Engel, L., Klingele, H., Ehrenstein, G. W., Schaper, H.: Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen von Kunststoffschäden. Carl Hanser Verlag München, Wien (1978) 1. Auflage (ISBN 978-3-446-12560-5, siehe AMK-Büchersammlung unter D 8)
- Brostow, W., Corneliussen, R. D.: Failure of Plastics. Carl Hanser Verlag München, Wien (1986) (ISBN 978-3-446-14199-5; siehe AMK-Büchersammlung unter D 10)
- Ezrin, Myer: Plastics Failure Guide – Cause and Prevention. Carl Hanser Verlag München, 2nd Edition (2013) (ISBN 978-1-56990-449-7; siehe AMK-Büchersammlung unter D 7)