P5.6 - Temperatursensitive Dünnschichten für den Einsatz in Spitzgießwerkzeugen der Thermoplastverarbeitung
- Event
- 18. GMA/ITG-Fachtagung Sensoren und Messsysteme 2016
2016-05-10 - 2016-05-11
Nürnberg, Germany - Chapter
- P5 Sensoren zur Temperaturmessung und für Hochtemperatur
- Author(s)
- A. Librizzi - gemeinnützige KIMW Forschungs GmbH, Lüdenscheid (Deutschland)
- Pages
- 656 - 662
- DOI
- 10.5162/sensoren2016/P5.6
- ISBN
- 978-3-9816876-0-6
- Price
- free
Abstract
Mit Hilfe temeratursensitiver Werkzeugbeschichtungen ist eine 100%-ige Online-Überwachung des Spritzgießprozesses möglich. Durch die graphische Darstellung der Temperaturkurve lassen sich Abläufe wie das Bemustern, Anfahren und Optimieren von Spritzgießwerkzeugen deutlich beschleunigen und die Formteilqualität sowie deren Konstanz erhöhen. Ferner können die erfassten Signale zur Analyse, Überwachung, Regelung und Dokumentation des Prozesses genutzt werden. Das entwickelte Dünnschichtsystem, bestehend aus in Aluminiumoxid eingebetteten thermoelektrischen Aufnehmermaterialien, wurde mittels PVD-Beschichtungstechnik auf formgebende Werkzeugelemente aufgebracht. Das Schichtsystem besitzt dabei eine Dicke von < 10 µm, wobei die eigentliche partiell applizierte Aufnehmerschicht lediglich eine Dicke von 1 µm aufweist. Zur partiellen PVD-Beschichtung der Formeinsätze ist eine neue Maskierungsmethode, mittels eines Abdecklackes mit anschließendem Freilasern, entwickelt worden. Mittels einer thermoelektrischen Sensorcharakterisierung konnte eine gute Übereinstimmung der Werte des Schichtmaterials im Vergleich zum Bulkmaterial festgestellt werden. Weiterhin wurde mit Hilfe einer FEM-Simulation ein schnelles Ansprechverhalten der Sensoren ermittelt. Unter dem Gesichtspunkt der Austauschbarkeit eines defekten Sensors ist eine modulare Sensorvariante und eine flächige Variante zur gleichzeitigen Herstellung mehrerer über die Werkzeugoberfläche verteilten Sensoren entwickelt worden. In Spitzgießversuchen konnte gezeigt werden, dass es mit diesem Aufbau erstmalig möglich ist, eine Temperaturmessung in der direkten Einwirkzone der Kunststoffschmelze im Bereich der Werzeugwand durchführen.