Schäumen: Erweitertes Modell zur Modellierung der Porengröße bei Nachdruck

Beim Schäumen gehört die Porengröße zu den wichtigsten Merkmalen des zu produzierenden Formteils. Der Werkzeuginnendruck beeinflusst maßgeblich die Größe der Poren. Das erweiterte Modell von Han und Yoo ermöglicht die präzise Vorhersage der Porengröße über den Druckverlauf im Werkzeug. Insbesondere die Modellierung des Verlaufs der Porengröße bei aufgebrachtem Nachdruck - somit wird auch das Core-Back-Verfahren ermöglicht.

Eines der wesentlichen Charakterisierungsmerkmale von Schäumen ist die bei der Herstellung erzielte Porengröße. Bei spritzgegossenen Schäumen entstehen Poren im Normalfall durch die homogene Mischung aus einem physikalischen Treibmittel, in der Regel superkritisches N2 oder CO2 , und der Polymerschmelze. Die Poren werden durch den Druckabfall zwischen Plastifiziereinheit und Werkzeug gebildet, bei dem das Treibmittel aus der superkritischen Phase in die Gasphase übergeht. Die Größe der Poren wird durch den Innendruck im Werkzeug beeinflusst. Das erweiterte Modell von Han und Yoo ermöglicht eine deutlich exaktere Vorhersage der Porengröße über den Druckverlauf im Werkzeug.  
Hierbei wird es insbesondere möglich, die erneute Verkleinerung der Porengröße bei einem steigenden Nachdruck genauer zu modellieren. Die Poren werden somit nicht, wie im vorherigen Modell von Han und Yoo, bei steigendem Druck eliminiert (Porengröße =0). Besonders wichtig ist diese Modellanpassung bei Anwendung des Core-Back-Verfahrens, da hierbei ein hoher Nachdruck und somit Porenschwindung erzeugt wird, um bei erneutem Druckabfall eine homogenere Bauteilstruktur zu erzielen.

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