Die Fragestellungen rund um die moderne Spritzgieß­verarbeitung werden zunehmend komplexer und diversifizieren sich in viele Teilbereiche. In den rund zwanzig Arbeitsgruppen der Abteilung Spritzgießen/PUR-Technologie beschäftigt sich das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) an der RWTH Aachen mit allen wichtigen Spritzgießverfahren sowie den damit verbundenen Technologien und Produktionsmitteln. Die Aktivitäten der Abteilung umfassen dabei die gesamte Prozesskette von der Idee bis zum fertigen Produkt. Neben Thermoplasten und thermoplastischen Elastomeren werden auch Duroplaste, Elastomere und Polyurethane erforscht. (Lesen Sie mehr im PDF)

Sich schnell ändernde Märkte und die steigende organisatorische Komplexität stellen Unternehmen der Kunststoffverarbeitung vor große Herausforderungen. Die weiter fortschreitende Globalisierung wirkt sich auch auf die Branche der Kunststoffverarbeitung aus. Die Unternehmen müssen ihre Struktur hinsichtlich ihrer Flexibilität und Schnelligkeit ausbauen. Hierzu gehört neben der operativen Führung auch die strategische Planung der Produktionsprozesse.

Dadurch werden auch Fragestellungen an der Schnittstelle zwischen Technologie und Organisation immer wichtiger. Themenstellungen in diesem Spannungsfeld erforscht und bearbeitet das IKV in der Gruppe Betriebsorganisation. (Erfahren Sie mehr im PDF)

Die Mehrkomponententechnik bietet ein erhebliches Potenzial zur Entwicklung und Produktion technisch anspruchsvoller, hoch integrierter Formteile. Das IKV beschäftigt sich intensiv mit der Entwicklung und Optimierung von Verfahren der Mehrkomponententechnik. Schwerpunkte liegen vor allem im Bereich des Verbundspritzgießens und in der Kombination verschiedenster Sonderverfahren. Aktuelle Entwicklungen beschäftigen sich mit der Kombination der Urformverfahren Metalldruckgießen und Kunststoffspritzgießen hin zu einem neuen hybriden Mehrkomponentenprozess. Durch diese Technologie sollen in Zukunft Kunststoffbauteile mit integrierten Leiterbahnen direkt auf einer Maschine und in einem Werkzeug hergestellt werden. (Lesen Sie weiter im PDF)

Optische Systeme aus transparenten Kunststoffen stellen eine der Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts dar. Die technologischen Vorteile von Kunststoffen ermöglichen es, den Werkstoff Glas im Bereich optischer Anwendungen zunehmend zu ersetzen. Die Herstellung im Spritzgieß- und

Spritzprägeverfahren erlaubt dabei die Fertigung hochpräziser Optikkomponenten in hoher Qualität und zu einem vergleichsweise günstigen Preis in nur einem Verarbeitungsschritt. (Lesen Sie weiter im PDF)

Die gezielte Oberflächenfunktionalisierung durch Mikro- und Nanostrukturierung bietet ein erhebliches Potenzial zur Entwicklung und Produktion technisch anspruchsvoller, hoch integrierter Formteile. Die Arbeitsgruppe Spritzgießen/Mikrostrukturen am IKV beschäftigt sich in diesem Zusammen-hang intensiv mit der Entwicklung und Optimierung von Verfahren zur detailgetreuen Abformung solcher Strukturen. Zentraler Aspekt der Mikrostrukturierung ist die Herstellung von Formteilen mit funktionaler Oberfläche. Anwendungen sind beispielsweise in der Medizintechnik und Analytik in Form von mikrofluidischen Systemen, in  der Messtechnik, der Datenübertragung, in optischen Systemen und im Bereich der Strömungstechnik zu finden. (Lesen Sie mehr im PDF)

Klein- und Kleinstbauteile aus Kunststoff mit Schussgewichten im Bereich von einigen Milligramm bis zu etwa einem Gramm sind heutzutage in vielen Produkten aus dem Medizin, Elektronik- und Consumermarkt zu finden.

Die Arbeitsgruppe „Mikrospritzgießen/Prozesstechnik“ am IKV setzt sich mit Fragestellungen rund um die Anlagentechnik für das Mikrospritzgießen sowie mit der prozessintegrierten Montage hybrider Mikrosysteme auseinander. (Lesen Sie weiter im PDF)

Das IKV beschäftigt sich intensiv mit der Entwicklung und Optimierung von Spritzgießsonderverfahren. Die Fluidinjektionstechnik (FIT) stellt dabei eines der zentralen Forschungsthemen der Abteilung Spritzgießen dar. Die FIT ermöglicht durch die Injektion von Gas (GIT) oder Wasser (WIT) eine hocheffiziente Herstellung polymerer Hohlkörper und dickwandiger Bauteile. (Lesen Sie weiter im PDF)

Das Thermoplast-Schaumspritzgießen (TSG) ist gleichzeitig eines der ältesten und aktuellsten Sonderverfahren im Bereich der Kunststoffverarbeitung. Basierend auf langjährigen Forschungsaktivitäten am IKV im Bereich des chemischen und physikalischen Schäumens bietet die Arbeitsgruppe „Schaumspritzgießen“ ein umfangreiches Know-how. (Lesen Sie weiter im PDF.)

Die Hinterspritztechnik bietet die Möglichkeit, Formteile bereits im Spritzgießwerkzeug mit einer funktionalen oder dekorativen Oberfläche auszustatten. Diese kann sowohl aus polymeren Folien, Textilien oder auch Holzfurnieren, Echtleder und Metallen bestehen.

Das IKV beschäftigt sich mit der dekorgerechten Prozess-führung bei der Hinterspritztechnik, um die jeweiligen charakteristischen Merkmale eines Dekorwerkstoffs bestmöglich zur Geltung bringen zu können. (Lesen Sie weiter im PDF)

Bereits in den siebziger Jahren wurden am Institut für Kunst­stoffverarbeitung in grundlegenden Arbeiten die Wärme­transportvorgänge in Spritzgießwerkzeugen erforscht und Richtlinien für die thermische Auslegung von Werkzeugen entwickelt. Seitdem hat die Komplexität der Bauteilgeometrien durch verstärkte Funktionsintegration im Spritzgussteil stark zugenommen. Gleichzeitig steigen die Qualitätsanforderungen hinsichtlich Maßhaltigkeit und Oberflächengüte stetig an. Aus diesem Grund müssen Spritzgießwerkzeuge inzwischen höchsten Ansprüchen genügen - insbesondere hinsichtlich ihrer Temperierung. (Lesen Sie weiter im PDF)

Die Eigenschaften im Spritzgießverfahren hergestellter Formteile werden in hohem Maße vom Verlauf des Schmelzedrucks in der Werkzeugkavität, dem so genannten Werkzeuginnendruck, beeinflusst.

Aus diesem Grund bietet sich diese Prozessgröße einerseits zur Überwachung der Prozesskonstanz sowie der Formteilqualität im Rahmen von Qualitätssicherungs-maßnahmen an. Andererseits kann durch die Anwendung geeigneter Regelungskonzepte eine direkte Regelung des Werkzeuginnendrucks erfolgen, um die Stabilität des Prozesses gegenüber Störeinflüssen zu erhöhen. (Lesen Sie weiter im PDF)

Die Prozesssimulation stellt ein wichtiges Hilfsmittel zur Auslegung von thermoplastischen Spritzgießformteilen und -werkzeugen dar. Das IKV beschäftigt sich in diesem Zusammenhang seit vielen Jahren mit der Entwicklung und Anwendung unterschiedlicher Spritzgießsimulationsprogramme. So wurde seit Beginn der 80er Jahre das Programmsystem Cadmould entwickelt, welches seit 1988 von der Fa. simcon kommerziell vertrieben wird. Diese Kompetenz wird in Zusammenarbeit mit der Industrie dazu genutzt, den Spritzgießprozess und -bauteile zu optimieren und Kosten früh in der Produktentwicklung zu senken. (Lesen Sie mehr im PDF).

Eine Stärke des IKV liegt in der integrativen Betrachtung der Prozesskette vom Rohstoff über die Aufbereitung, die Weiterverarbeitung im Spritzgießprozess bis hin zum fertigen Produkt. Hierbei stellt die Arbeitsgruppe „Spritzgießen/Sonderwerkstoffe“ neben der Arbeitsgruppe „Extrusion/Aufbereitung“ das zentrale Element bei der Entwicklung und Verarbeitung gefüllter Formmassen dar.  (Lesen Sie weiter im PDF)

Die Medizintechnik ist ein multidisziplinäres und thematisch weit gespanntes Forschungs- und Anwendungsfeld, welches in Deutschland durch ein hohes Innovationspotenzial und qualitativ hochwertige Entwicklungen gekennzeichnet ist. Die Fortschritte in der Medizintechnik evolutionieren Diagnose und Therapie von Erkrankungen und bringen damit erhebliche Verbesserungen für die Patienten. Das IKV beschäftigt sich seit vielen Jahren intensiv mit der Entwicklung neuer Medizinprodukte, welche zum einen die Defizite bestehender Produkte beseitigen und zum anderen neue Therapiemöglichkeiten bieten. (Lesen Sie weiter im PDF)

In der Elastomerverarbeitung hat sich das Spritzgießverfahren zur Produktion von komplexen und technisch anspruchsvollen Formteilen etabliert. Dabei ist der allgemeine Verfahrensablauf sehr ähnlich zur Thermoplastverarbeitung, der Haupt-unterschied liegt aber in der Temperaturführung der Formmasse. Im Gegensatz zu Thermoplasten erhalten Elastomere ihre Formstabilität durch Energiezufuhr im Schritt der Vulkanisation und nicht durch Energieabfuhr durch Abkühlung. Dieser Umstand erfordert eine dedizierte Betrachtung des Elastomerspritzgießens. Das IKV beschäftigt sich bereits seit vielen Jahren intensiv und erfolgreich mit der Optimierung des Spritzgießens von Elastomeren und der Entwicklung diesbezüglicher Sonderverfahren. (Lesen Sie weiter im PDF)