Untersuchung des Füllverhaltens holzfaserverstärkter Kunststoffe (WPC) mit hohen Füllstoffgehalten

Im Rahmen dieser Dissertation wird das Formfüllverhalten von Wood-Plastic-Composites (WPC) untersucht und Ansätze zur Optimierung vorgestellt. Die Verarbeitung von WPC stellt die Spritzgießer vor Herausforderungen, da hohe Holzgehalte zu Fließanomalien wie Schmelze-strahlen mit einhergehenden mechanischen Schwachstellen führen. Zunächst wird eine Auswer-tungsmethode entwickelt, die eine quantitative Bestimmung der Abweichung zu einem für Ther-moplaste üblichen Quellfluss ermöglicht. Zu Beginn wird die Wirkung der Materialzusammenset-zung, der Prozessparamter und der Werkzeuggestaltung auf das Formfüllverhalten analysiert. Des Weiteren wird die Entmischung zwischen der Holz- und Kunststoffkomponente betrachtet und es werden charakteristische Fließschichten mittels Computertomographie nachgewiesen. Zur Optimierung des Formfüllverhaltens werden zwei unterschiedliche Ansätze verfolgt. Zum einen wird durch den Einsatz von chemischen Treibmitteln die Viskosität der Schmelze herabge-setzt. Dadurch soll die Schmelzeelastizität erhöht und ein besseres Umströmen der Holzpartikel mit Schmelze ermöglicht werden. Durch Verwendung des Treibmittels wird eine Schaumstruktur im Bauteil erzeugt, welche auf ihr Leichtbaupotential untersucht wird. Aufgrund des sandwichar-tigen Aufbaus mit kompakter Randschicht steigen die spezifischen Biegeeigenschaften insbe-sondere bei geringen Treibmittelgehalten signifikant an. Zum anderen soll mittels Sand-wichspritzgießens, durch ein quellflussausbildendes Hautmaterial, an der Fließfront des hochge-füllten Kernmaterials eine Druckerhöhung bzw. ein Fließwiderstand erreicht werden, die bzw. der ein Ausbrechen von Schmelzestrahlen unterdrückt.