Reaktionsspritzguss mit SOLIDWORKS Plastics

Reaktionsspritzguss (RIM) ist eine spezielle Formtechnik, bei der zwei Reagenzien (z. B. ein Harz) gemischt und in einen Formhohlraum eingespritzt werden, um dort zu reagieren und sich zu verfestigen.

Während das Reaktionsspritzgießen eine Anwendung bei niedrigem Druck und niedriger Temperatur ist, führt es letztendlich zu einer hochfesten Verbindung. SOLIDWORKS Plastics kann dabei helfen, das Reaktionsspritzgießen mit duroplastischem Material zu simulieren, um häufige Formprobleme zu identifizieren.

Welche Materialien werden für das Reaktionsspritzgießen verwendet?

Das im Reaktionsspritzgussverfahren verwendete Polymermaterial wird als duroplastischer Kunststoff klassifiziert. Duroplastisches Material härtet irreversibel aus, d. h. es kann weder nachgemahlen noch umgeschmolzen werden.

Im Gegensatz zum herkömmlichen Spritzgießen basiert RIM auf einer chemischen Reaktion innerhalb der Form, um das endgültige Teil zu formen. Sobald das Harz in der Form ausgehärtet oder verfestigt ist, verfügt der duroplastische Kunststoff über eine beeindruckende Hitze- und Chemikalienbeständigkeit.

Wer nutzt Reaktionsspritzguss?

Dieses Verfahren wird häufig in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und Konsumgüterindustrie zur Herstellung großer, komplexer Teile mit hervorragender Oberflächenbeschaffenheit und Dimensionsstabilität eingesetzt. Typische Beispiele für duroplastische Kunststoffe sind Epoxidharze, vulkanisierter Gummi und Silikone.

Trotz seiner Vorteile bringt das Reaktionsspritzgießen einzigartige Herausforderungen mit sich, wie z. B. nichtlineare Viskositätsänderungen während der Aushärtung von Reagenzien, ungleichmäßige Kühlung, Verzug, Maßungenauigkeiten und den Ausgleich der Reaktionskinetik mit der Formtemperatur.

So simulieren Sie das Reaktionsspritzgießen mit SOLIDWORKS Plastics

Während SOLIDWORKS Plastics normalerweise für das Spritzgießen mit höherem Druck verwendet wird, können die Studien- und Materialeinstellungen angepasst werden, um RIM zu unterstützen. Mit nur ein paar einfachen Anpassungen können Sie Thermoplaste präzise simulieren.

1. Erstellen Sie eine SOLIDWORKS Plastics-Studie: Beginnen Sie mit Ihrer Teilekonstruktion in SOLIDWORKS, um eine neue Kunststoffstudie zu erstellen, und wählen Sie dabei entweder Schale oder Volumennetz für die Analyse aus.
2. Materialeigenschaften definieren: Wählen Sie Duroplast aus der Datenbank aus oder definieren Sie das Material individuell.
   

   Festlegen der Materialeigenschaften für eine SOLIDWORKS Plastics-Studie

3. Prozessparameter definieren: Die Füll- und Packeinstellungen werden für die Spritzeinheit definiert. In den Fill-Pack-Parametern für SOLIDWORKS Plastics 2026 können Duroplast-Materialauswurfkriterien definiert werden. Dies können zeit- oder aushärtungsbasierte Kriterien sein.
   

   Verwendung von aushärtungsbasierten Studienparametern

4. Vernetzen Sie die Analyse und führen Sie sie aus: Die Analyse kann je nach gewünschter Studie für Fill, Pack, Cool oder Warp ausgeführt werden.
5. Überprüfen Sie die Ergebnisse: Zu den Analyseergebnissen im Zusammenhang mit duroplastischen Kunststoffen in SOLIDWORKS Plastics 2026 gehören die Zeit bis zum Erreichen des Aushärtungsgrads, der Aushärtungsgrad des Materials am Ende der Füllung, die Zeit bis zum Erreichen des Aushärtungsgrads, der Aushärtungsgrad des Materials beim Auswerfen und das Volumen über dem angestrebten Aushärtungsgrad beim Auswurf.
   

   SOLIDWORKS Plastics-Ergebnisse für eine RIM-Analyse

Überlegungen zur RIM-Analyse

Um das Reaktionsspritzgießen genau zu simulieren, müssen Sie beim Einrichten Ihrer Spritzgießanalyse einige Dinge beachten.

Materialeigenschaften

Für das Material müssen folgende Parameter definiert werden:

• Schmelz-, Form- und Auswurftemperaturen sowie die Glasübergangstemperatur
• Spezifische Wärme
• Leitfähigkeit
• Viskosität: Definiert durch eines von 3 Modellen
  • Konstante Viskosität
  • 5-Parameter-Modell
  • 7-Parameter-Modell

Definition von Reaktionsspritzgussmaterialien

Prozessparameter

Beim Definieren der Fill-Pack-Parameter stehen Ihnen Optionen basierend auf dem Materialmodell zur Verfügung:

• Aushärtungsbasiert weist den Solver an, die Aushärtungssimulation fortzusetzen, bis das Material den angegebenen Zielaushärtungsgrad erreicht, wodurch das Rätselraten bei der Bestimmung der Aushärtezeit entfällt. In diesem Fall ignoriert das Programm die Parameter „Druckhaltezeit“ und „Pure Cooling Time“ in den Pack-Einstellungen.
• Zeitbasiert Legt eine bestimmte Aushärtezeit für den Solver fest, um die Simulation der Duroplast-Aushärtung abzuschließen. Nachdem die Simulation ausgeführt wurde, zeigen die Ergebnisse den Prozentsatz der im gesamten Modell erreichten Aushärtung. Benutzer können die Aushärtezeit anpassen, um den Prozess entweder zu verkürzen oder zu verlängern. Die in den Paketeinstellungen angegebene Zeit wird verwendet, um den Grad der Aushärtung zu berechnen, den das Teil in dieser angegebenen Zeit erreicht.

Unter Aushärtung oder Umwandlung versteht man in diesem Fall die Zustandsänderung des Materials. Dies kann entweder eine Aushärtung des Polymers bei duroplastischen Materialien sein oder Vernetzung der Moleküle des Werkstoffs bei Elastomeren, was zu einem elastischen Verhalten der Werkstoffe führt.

Simulationsergebnisse

Für genaue Simulationsergebnisse müssen die notwendigen Materialeigenschaften und Prozessparameter definiert werden. Darüber hinaus hilft die Temperaturkurve nach dem Befüllen dabei, zu beurteilen, ob das Teil ausgeworfen werden kann oder mehr Zeit zum Aushärten in der Form benötigt.

Genaue Spritzgussanalyse mit SOLIDWORKS Plastics

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