Welche häufigen Probleme treten bei der SMC-Umformung auf und wie können sie gelöst werden?

Die SMC-Formgebung ist ein beliebtes Verfahren zur Herstellung leichter, hochfester Verbundteile, die in der Luft- und Raumfahrt, im Transportwesen, in der Baustoffindustrie und im energiesparenden Bauwesen eingesetzt werden. Das Verfahren zeichnet sich durch hohe Effizienz und Produktqualität aus, doch auch der SMC-Formgebungsprozess steht vor einigen produktionstechnischen Herausforderungen.

Formverschmutzung

Formverschmutzung ist ein häufiges Problem, das die Oberflächenqualität des Produkts mindert. Rückstände von vorherigen Formvorgängen, nicht ausgehärtetes Harz oder äußere Verunreinigungen können an der Formoberfläche haften und Oberflächenfehler verursachen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Oberflächenunebenheiten und ungleichmäßige oder inkonsistente Oberflächenstrukturen.

Eine regelmäßige, gründliche Reinigung der Form ist entscheidend. Es müssen SMC-materialverträgliche Reinigungsmittel verwendet werden, um Rückstände sicher von der Formoberfläche zu entfernen, ohne die Form zu beschädigen. Die Aufbringung eines hochwertigen Formtrennmittels bildet eine Schutzschicht, die die Form umschließen kann, um die Reinigung zu vereinfachen. Eine häufigere Reinigung kann geplant werden, um Verunreinigungen früher zu erkennen und Ansammlungen vorzubeugen.

Blasen in Fertigprodukten

Blasen sind ein weiterer häufiger Fehler, der das Gesamterscheinungsbild und die strukturelle Integrität des Fertigprodukts beeinträchtigt und bei der SMC-Umformung besonders auffällig ist. Die meisten Blasen entstehen durch Feuchtigkeit in den Rohstoffen, eine schlechte Vermischung der SMC-Verbindungen oder eingeschlossene Luft in der Form. Bei kritischen Anwendungen wie Bauteilen für die Luftfahrt oder chemische Verarbeitungsanlagen können Blasen die Festigkeit erheblich verringern und zu einem katastrophalen Versagen führen.

Die Lösung beginnt mit der sachgemäßen Handhabung der Rohstoffe. SMC-Materialien sollten in einer sauberen, trockenen Umgebung gelagert und idealerweise vorgetrocknet werden, um Feuchtigkeit zu entfernen. Die Optimierung des Mischprozesses kann ebenfalls dazu beitragen, eine gleichmäßige Verteilung von Fasern und Harz sicherzustellen und die Einschließung von Luft in dem SMC-Material zu begrenzen. Die Anpassung der Verarbeitungsparameter der Form, um Temperatur und Druck zu erhöhen oder zu verringern, kann zudem helfen, das SMC zu entgasen und eingeschlossener Luft die Möglichkeit zu geben, zu entweichen, bevor das Material vollständig aushärtet. Schließlich können bei anspruchsvollen Produkten vakuumunterstützte Formgebungssysteme erheblich zur Verringerung von Blasenbildungen im Guss beitragen.

Maßhaltigkeitsungenauigkeit

Die klare Angabe der erforderlichen Maße ist besonders bei SMC-Teilen sehr wichtig. Diese Maße müssen zudem präzise sein, da andere Komponenten passgenau zu dem hergestellten Teil passen müssen. Ungenaue Maße werden meist auf Verschleiß der Form, Schwankungen der Aushärtungstemperatur oder Differenzen in der Materialdicke zurückgeführt. Dies kann leicht zu Problemen während der Montage führen und den gesamten Produktionsabfall in Branchen wie der elektrischen und elektronischen Fertigung oder bei Infrastrukturprojekten erhöhen.

Vermeiden Sie Produktionsabweichungen. Um die vorgegebenen Spezifikationen einzuhalten, bewerten und kalibrieren Sie die Formen regelmäßig und stellen Sie sicher, dass die Führungslager intakt sind. Überwachen und regeln Sie die Aushärtungstemperatur, wobei enge Schwankungen eingehalten werden müssen, da Änderungen zu unvorhersehbarem Schrumpfverhalten führen können. Stellen Sie eine gleichmäßige Dosierung sicher, indem Sie Einheitsmaße anwenden, um die Gleichmäßigkeit der Schichten zu gewährleisten. Nach der Formgebung sollten Produktbewertungen mithilfe spezifischer, kalibrierter Messgrößen durchgeführt und dokumentiert werden, um Abweichungen zu erkennen und zu korrigieren.

Inkonsistente Verteilung der Fasern

Bei der Verarbeitung von SMC liegen die Schwerpunkte für Festigkeit und Langlebigkeit in der Verteilung der Fasern. Eine geschwächte Verteilung resultiert aus einer ungleichmäßigen Verdichtung der Fasern im Übermix oder aus einer fehlerhaften Faserströmung beim Aufbau der Form. Dies führt zu zunehmenden Bedenken hinsichtlich fehlerhafter Produkte und kritischer zonaler Anwendungen des Produkts in Belastungs- und Tragfähigkeitsbereichen, wie beispielsweise bei Transportelementen oder Sport- und Freizeitartikeln.

Die korrekte Integration der Faser sollte darauf ausgerichtet sein, eine vollständige Optimierung des Mischschritts zu erreichen. Der Einsatz von Mischeinheiten sollte im richtigen Verhältnis zum Batch-Volumen stehen, wobei Einheiten von Prozessoren auszuwählen sind, die eine Übermischung vermeiden. Zu den konstruktiven Anpassungen der Formen sollten Maßnahmen gehören, die den Materialfluss verbessern; hierzu zählen ausgewogene Angusssysteme und Strömungskanal-Anordnungen. Für die distributive Formgebung im Formhohlraum sollten die Steuerung des Formdrucks sowie die Fließgeschwindigkeit so genutzt werden, dass die gewünschte Faserintegration erreicht wird. Optisch sollte eine gleichmäßige Verteilung der geschnittenen Fasern mit guter Dispersion und höherer Qualität verwendet werden, um das gewünschte Produkt zu erhalten.

Unvollständige Aushärtung

Eine unvollständige Aushärtung führt zu Schäden an Strukturen und Bauteilen sowie zu einer Beeinträchtigung ihrer Festigkeit. Die unvollständige Aushärtung ist in der Regel darauf zurückzuführen, dass die Vorschriften und Verfahren für die Aushärtetemperatur und Schließzeit nicht korrekt befolgt wurden oder die verwendeten Materialien nicht optimiert sind. Um die Aushärtung abzuschließen, sollten die Bedingungen auf den jeweiligen Typ des verwendeten SMC abgestimmt sein. Alle Formen sollten nicht nur in der Lage sein, die erforderliche Temperatur zu erreichen, sondern diese auch während des gesamten Aushärtungszyklus aufrechtzuerhalten. Bei dicken oder komplexen Bauteilen sollte die Schließzeit verlängert werden. Es sollten nur SMC-Materialien verwendet werden, die ordnungsgemäß verschlossen und gelagert wurden, um eine Zersetzung der Zusammensetzung zu vermeiden, sowie wirksame Aushärtungsmittel.

Während des Prozesses sollten Teile zufälligen Prüfungen unterzogen werden, um andere Eigenschaften zu bewerten, die darauf hinweisen können, dass die Aushärtung abgeschlossen ist, und nicht die Eigenschaften, die für die Anwendung verwendet werden. Beispielsweise sollte ein Zerstörungstest für den kleineren Querschnitt durchgeführt werden, ebenso wie die Messung der Zugfestigkeit, um sicherzustellen, dass der erforderliche Wert erreicht wird.