Untersuchung der prozess- und geometrieabhängigen Zug- und Schubfestigkeit von Bindenähten in Polystyrol

Abstract

Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) an der RWTH Aachen Untersuchung der prozess-und geometrieabhängigen Zug-und Schubfestigkeit von Bindenähten in Polystyrol Um die Entstehung von Bindenähten und die daraus hervorgerufene Verringerung der Bauteilfestigkeit zu verstehen, wurden Einflussfaktoren wie Prozessparameter und Bauteilgeometrie auf die Morphologie sowie die Zug-und Schubfestigkeit von Bindenähten in Polystyrol quantifiziert. In den Untersuchungen konnte ein Einfluss von Schmelzetemperatur, Nachdruckhöhe sowie Fließhindernisgeometrie und Abstand zum Fließhindernis auf die Zugfestigkeit von Bindenähten festgestellt werden. Entgegen der Literatur wurde eine hohe Festigkeit direkt hinter dem Fließhindernis festgestellt. Des Weiteren konnte die Ausbildung einer schwächeren Randschicht beobachtet werden. Ein Einfluss der variierten Parameter auf die Schubfestigkeit wurde nicht festgestellt.

Evaluation of healing models to predict the weld line strength of the amorphous thermoplastic polystyrene by injection molding simulation

“…In addition to the influence of temperature, an influence of the pressure in the part on the weld line strength is observed in our previously published studies. [29] In these experimental studies, an increase in holding pressure leads to a reduction in weld line strength, which is in contrast to what literature states for amorphous thermoplastics. One reason for this could be the high pressure dependence of viscosity of polystyrene.…”

“…The mechanical test results used for this work were already published, so they will be not discussed here again. [29,30] For the evaluation of the mathematical models to predict the weld line strength the results of the tensile tests for polystyrene behind the rectangular flow obstacle are used.…”

“…[49] Previously published studies have shown that the shear strength of the weld lines is higher than the tensile strength of the undisturbed material. [29] Therefore, the normal stress hypothesis is used to determine the stresses present in the part. Thus, the part fails if the normal stress exceeds the breaking stress.…”

“…The calibration of the various models is based on tensile tests and injection molding simulations presented in. [29,30] For calibration, the injection molding process of the plates and the experimental testing of the tensile bars is simulated. In addition to the results of the modeling, the influence of the process condition, that is, DoE settings selected for calibration on the calculated weld line factors is also compared.…”