Spritzpressen

Das Spritzpressen oder auch Resin Transfer Moulding (RTM) ist ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus Duroplasten und Elastomeren. Im Vergleich zum Pressen wird hierbei die Formmasse mittels Kolben von einer meist beheizten Vorkammer über Verteilerkanäle in das Formnest eingespritzt, worin sie unter Wärme und Druck aushärtet.

Als Formmasse können Formaldehydharze (PF, MF usw.) und Reaktionsharze (UP, EP) mit kleinen Füllstoffpartikeln und Elastomere verwendet werden.

Einteilung

Je nach Anordnung der Spritzkolben, wird in drei Grundverfahren eingeteilt. Dem Unterkolbenverfahren (Zweikolbenverfahren) bei dem der Spritzzylinder unterhalb des Werkzeuges sitzt, dem Oberkolbenverfahren (Einkolbenverfahren) bei dem der Spritzzylinder oberhalb des Werkzeuges sitzt und horizontal angeordnete Spritzautomaten die meist eine Schneckenvorplastifizierung besitzen.

Das Differential Pressure Resin Transfer Moulding (DP-RTM) ist ein vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) weiter entwickeltes Verfahren.

Standardablauf

Zu Beginn eines Zykluses befindet sich meist schon eine vorplastifizierte und dosierte Formmasse in der Vorkammer. Zunächst wird das Werkzeug geschlossen. Danach wird die Formmasse eingespritzt und nach einer Verweilzeit zum Reagieren oder Vulkanisieren der Formmasse, wird der in der Vorkammer zurückgebliebene Restkuchen entformt und wieder dosierte Formmasse befüllt. Hat nun das Formteil den gewünschten Reaktionsgrad, wird es entformt, das Werkzeug wird gereinigt und ein neuer Zyklus kann beginnen.

Verarbeitung von Prewovens

Um auch lange Fasern oder Faserhalbzeuge (Prewovens) zu verarbeiten, werden die diese zuvor in das Werkzeug gelegt und mit der Formmassse umspritzt. Um Lufteinschlüsse zu vermeiden, wird meist zusätzlich die Kavität (Formhohlraum) evakuiert.

Angussarten für die Prewovens- Verarbeitung

Die "Prewovens-Verfahren" lassen sich nach Anzahl und Gestaltung der Harzangüsse einteilen. Im Folgenden wird der Eintrag des Harzes in das Faser-Halbzeug als Injektion bezeichnet, unabhängig davon auf welche Weise der Druckgradient erzeugt wird.

Punktinjektion: Das Harz wird nur an einer Stelle in das Halbzeug injiziert. Beim Punktanguss kann die Fließfront Luft einschließen, was zu Fehlstellen führt.

Mehrpunktinjektion: Durch mehrere Injektionsstellen kann die Form schneller mit Harz gefüllt werden. Der Einschluss von Luft kann durch geschickte Positionierung verhindert werden.

Linien-Injektion: Bei der Linieninjektion wird nicht an einer punktfömigen Stelle injiziert sondern linienhaft am Rand der Form. Dies kann bei Bauteilen mit großer Streckung von Vorteil sein, da nur die kürzere Kantenlänge durchströmt werden muss.

Fließkanal-Injektion: Das Harz wird durch einen breiten Kanal injiziert, der über oder unter dem Faser-Halbzeug liegt.

Kaskaden-Injektion: Um den Druckgradienten gering zu halten, werden mehrere Injektionsstellen in Richtung der Fließfront angebracht. Es ist dazu jedoch notwendig, die Injektionsleitungen der Fließfront folgend zu öffnen und zu schließen.

Formarten

Feste Formen
Weiche Formen
Mischformen (z.B. Schlauchblas-RTM)

Reaktionsharze für die Prewovensverarbeitung

Als Injektionsharze werden Harze verwendet, die eine niedrige Viskosität besitzen. Dadurch bleibt der Strömungswiderstand beim Durchströmen der Form gering und es sind kleinere Druckdifferenzen zum Füllen notwendig. Reaktionsharze für RTM-Verfahren werden als spezielle Injektionsharze angeboten, die aus einer Harz- und Härterkomponente bestehen. Niedrigreaktive Harzsysteme können bereits vor der Infusion gemischt werden. Möchte man hochreaktive Harzsysteme verwenden, so können Harz und Härter erst unmittelbar in der Infusionsleitung bzw. der Form gemischt werden. Auf diese Weise sind geringere Takzeiten möglich. Verfahren, bei denen die Injektionsharz-Komponenten erst unmittelbar vor der Injektion gemischt werden, sind als RIM-Verfahren (Reaction Injection Moulding) bekannt.