Spannungsriss Bindenaht Zusammenhang MFR

    • Spannungsriss Bindenaht Zusammenhang MFR

      Hallo Gemeinde,

      wir verarbeiten seit 2013 ein PP Copo. Bezeichnung damals Domolen 2340P.
      Es ist ein 4-fach WZ mit Heiskanalanbindung direkt aufs Teil.
      Das Teil ist ein Rad welches in der galvanischen Industrie zum Einsatz kommt.
      Das Rad hat einen Außendurchmesser von 26mm und eine Bohrung mittig durch welche eine Achse geschoben wird.
      Durchmesser 10mm. Die Wandstärke beträgt 5mm.
      Bedingt durch die Geometrie des Teils gibt es eine Bindenaht am Bauteil.
      Das Material wurde vom Kunden getestet und die Teile Freigegeben.

      In letzter Zeit brechen die Räder bei verschieden Anlagen die weltweit laufen an der Bindenaht.
      Angeblich hat sich beim Prozess des Kunden nichts geändert...
      Von meiner Seite haben sich die Parameter bei der Verarbeitung auch nicht verändert.

      Meine Vermutung ist, das der leicht schwankende MFR Einfluss auf die Spannungsrissbeständigkeit/Bindenahtfestigkeit hat.
      2013 hatte das Mat einen MFR von 13,6 g/10min ; 2016 16,1 g/10min 2017 15,9 g/10min.

      Wer kann mir sagen, ob solche Schwankungen Einfluss auf die Eigenschaften meines Bauteils haben?

      Freue mich über Eure Einschätzungen

      ChristianS

    • Der MFR hat nicht direkt Einfluss auf die Rissbildung an der Bindenaht, sondern die Anordnung der Molekülketten. Eine Änderung der Molekülkettenlängenverteilung hat immer zur Folge, dass sich andere Eigenschaften ändern. Dies betrifft unter anderem den MFR.

      Was kritisch sein könnte, ist dass sich die Wärmekapazität des Kunststoffs geändert hat. Für eine gute Bindenaht müssen die beiden Fließfronten möglichst heiß aufeinander treffen. Je wärmer, umso besser. Sind die jedoch zu kalt, verbinden sich die beiden Fließfronten nicht sauber und eine mechanische Belastung führt schneller zum Schaden. Bei einer warmen Fließfront ist die Wahrscheinlichkeit sehr hoch, dass es noch zu Verschlaufungen der Molekülketten kommen kann. Eine kalte Fließfront hat nur den adhäsiven Verbindungseffekt und ist somit schwächer.
      Klarheit liefert nur eine DSC-Messung von Kunststoffrädern aus den drei verschiedenen Chargen.

      Leider wird eine Reklamation beim Materialhersteller nichts bringen, da er euch drauf hinweisen wird, dass ihr keine saubere Wareneingangskontrolle durchführt und somit die Schwankung akzeptiert habt. Es bleibt nichts anderes über als die Massetemperatur höher zu stellen und gegebenenfalls auch die Wassertemperatur für dieses Werkzeug anzuheben.

    • Ich kann da @1u21 nur zustimmen.

      Wenn ihr solch anspruchsvolle Teile habt, müsst ihr auch unbedingt den Ausformprozess in der Kavität optimal gestalten und vor allem auch reproduzierbar machen! Da das Produkt über einige Jahre produziert wird, muss es die Möglichkeit geben, mit Hilfe von Wärmebilder und Innendruckkurve den ursprünglichen *MasterAusformprozess* zu reproduzieren! Das Formteil entsteht immer aus einer plastischen Masse, die a) eine definierte Wärmeenergie und b) eine definierte Druckenergie während der Ausformung hat bzw. aufnimmt. Um dieses reproduzierbar auf Dauer sicherzustellen, müssen diese beiden Energien visualisierbar gemacht werden, um sie so zu dokumentieren (mit Innendruckkurve und Wärmebild). Ich vermute mal, dass ihr die Teile ganz klassisch herstellt(?) ...
      Wichtig bei den beschriebenen Teilen/Prozess ist das von @1u21 beschriebene und
      - balanciertes Füllen, heisst, gleichzeitiger Übergang in der Kavität vom Füllprozess auf den Schwindungsprozess (Umschaltzustand),
      - dieser Übergang (umschalten) muss(!) bei *volumetrisch voll* möglichst schon mit einer leichten Vorverdichtung geschehen,
      - Material muss gut beim Plastifizieren entgast werden, damit die Bindenaht aus *gasarmen Fliessfronten* entsteht,
      - Verarbeitungstemperatur des Material im MaxBereich laut Angabe des Materialherstellers.
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    • Hallo,

      Zitat:"Angeblich hat sich beim Prozess des Kunden nichts geändert..." Grundsätzlich ändert sich beim Kunden nie etwas.....nie ;)

      Angebeben wird der MFR im Datenblatt des Materials mit 15 g/10 min, da können die hier angegebenen Schwankungen schon auftreten. Das Material muss nur z.B. auf einer anderen Maschine produziert werden. Interessant wäre aber evtl. noch die Fließspirallänge, da diese praxisorientierter ist.
      Ihr verwedet das Material aber nur als Neuware und verwedet keine NT-Chargen?

      An der Werkzeug.- oder Massetemperatur wurde von Euch aber nichts verändert?


      Interessant finde ich, dass das Problem damals , mit einem MFR von 13,6 g/10 min nicht auftrat, sondern bei dem nun höheren MFR !?

      Zitat: " In letzter Zeit brechen die Räder bei verschieden Anlagen die weltweit laufen an der Bindenaht." Geschieht dies immer an den gleichen Maschienen, oder wechselt dies hier auch?

      Werden die Zahnräder in den Maschinen auf einen Dorn aufgenommen, oder ähnliches? U.u. werden diese zu stark belastet, und brechen daher an den Maschinen, wo der Dorn Übermaß hat
      ( Das ist allerdings nur eine Vermutung!)


      Btw. Spannungsriss ist meist ein Zusammenspiel von mechanischer Belastung und Chemie, Möglich, dass sich bei der Zusammensetzung der eingesetzten chemischen Einsatzstoffe in den Galvanikunternehmen etwas geändert hat. Hier sollten dann mal neue und alte Datenblätter der Medien geforscht werden.
      Es kommt vor, dass der Hersteller der Chemikalien etwas abändert, oder das neue Produkte eingesetzt werden.

      Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von qs ()

    • Guten Morgen,

      ich würde die Zylindertemperatur mal anheben.
      Interessant zu wissen wäre auch , ob alle 4 Räder brechen oder ob evtl. nur 1 Nest betroffen ist.

      Bei höherem MFR kann es durchaus mal sein, dass die mechanischen Eigenschaften etwas darunter leiden.

      MfG
      Stoopid
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    • @Stoopid: ( und die anderen :) )

      Ja. Das stimmt!

      Allerdings. höherer MFR = kürzere Molekülketten = geringere (Kerb.-) Schlagzähigkeit, E-Modul, ect.

      Aber: Wenn die angegebene Schwankung schon zum Schadensfall führt, ist der Prozess / das Material, bzw. seine Eignung für das Produkt, generell an der Grenzwertig!

    • Kurze Ergänzung: Bindenahtfestigkeit, ist die Werkzeugtemp. an der Stelle hoch genug? Werkzeugtemp. noch i.O?

      Einsatz ist in der galvanischen Industrie,. Wir hatten auch schon Phänomene, dass irgendwelche Zusatzstoffe in der Umgebungsluft des Bauteils bis zu 100 % Ausfall durch Spannungsrisse führte. Vielleicht ist so was auch denkbar.
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    • Erst mal danke für die vielen Antworten :thumbsup:
      Ich antworte mal der Reihe nach

      ChristianS, nenne mal ein paar Parameter
      - Zyklus 25sek
      - Schneckendurchmesser 35mm
      - Dosierweg (mm) müsste ich noch klären. Schußgewicht 20 gr
      - Staudruck 65 bar spez
      - Dekompression (mm) 5mm
      - Massepolster (mm) 5mm
      - Zylindertemperaturen 249 245 240 235 235 50
      - Verarbeitungstemperatur lt. Materialhersteller
      - Heisskanalanbindung offene- oder Nadelverschluss-Düsen offen direkt aufs Teil

    • @1un21


      Leider wird eine Reklamation beim Materialhersteller nichts bringen, da er euch drauf hinweisen wird, dass ihr keine saubere Wareneingangskontrolle durchführt und somit die Schwankung akzeptiert habt. Es bleibt nichts anderes über als die Massetemperatur höher zu stellen und gegebenenfalls auch die Wassertemperatur für dieses Werkzeug anzuheben.

      Was soll denn beim Hersteller reklamieren, wenn die Chargen in der Spezifikation des Herstellers liegen?

    • qs schrieb:

      Hallo,

      Zitat:"Angeblich hat sich beim Prozess des Kunden nichts geändert..." Grundsätzlich ändert sich beim Kunden nie etwas.....nie ;)





      Angebeben wird der MFR im Datenblatt des Materials mit 15 g/10 min, da können die hier angegebenen Schwankungen schon auftreten. Das Material muss nur z.B. auf einer anderen Maschine produziert werden. Interessant wäre aber evtl. noch die Fließspirallänge, da diese praxisorientierter ist.
      Ihr verwedet das Material aber nur als Neuware und verwedet keine NT-Chargen?


      Alles Neuware

      An der Werkzeug.- oder Massetemperatur wurde von Euch aber nichts verändert?


      Nein. Das WZ ist gespeichert

      Interessant finde ich, dass das Problem damals , mit einem MFR von 13,6 g/10 min nicht auftrat, sondern bei dem nun höheren MFR !?

      Zitat: " In letzter Zeit brechen die Räder bei verschieden Anlagen die weltweit laufen an der Bindenaht." Geschieht dies immer an den gleichen Maschienen, oder wechselt dies hier auch?

      Werden die Zahnräder in den Maschinen auf einen Dorn aufgenommen, oder ähnliches? U.u. werden diese zu stark belastet, und brechen daher an den Maschinen, wo der Dorn Übermaß hat
      ( Das ist allerdings nur eine Vermutung!)


      Die Achse ist sehr eng toleriert. Angeblich passen die Maße der Welle


      Btw. Spannungsriss ist meist ein Zusammenspiel von mechanischer Belastung und Chemie, Möglich, dass sich bei der Zusammensetzung der eingesetzten chemischen Einsatzstoffe in den Galvanikunternehmen etwas geändert hat. Hier sollten dann mal neue und alte Datenblätter der Medien geforscht werden.
      Es kommt vor, dass der Hersteller der Chemikalien etwas abändert, oder das neue Produkte eingesetzt werden.


      Das ist auch meine Vermutung, des nur in einem Typ Anlage auftritt.
      Hier wird irgendwas mit Nickel im Prozess galvanisch abgeschieden, glaube zumindest.
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    • Behrens schrieb:

      Ich kann da @1u21 nur zustimmen.

      Wenn ihr solch anspruchsvolle Teile habt, müsst ihr auch unbedingt den Ausformprozess in der Kavität optimal gestalten und vor allem auch reproduzierbar machen! Da das Produkt über einige Jahre produziert wird, muss es die Möglichkeit geben, mit Hilfe von Wärmebilder und Innendruckkurve den ursprünglichen *MasterAusformprozess* zu reproduzieren! Das Formteil entsteht immer aus einer plastischen Masse, die a) eine definierte Wärmeenergie und b) eine definierte Druckenergie während der Ausformung hat bzw. aufnimmt. Um dieses reproduzierbar auf Dauer sicherzustellen, müssen diese beiden Energien visualisierbar gemacht werden, um sie so zu dokumentieren (mit Innendruckkurve und Wärmebild). Ich vermute mal, dass ihr die Teile ganz klassisch herstellt(?) ...
      Wichtig bei den beschriebenen Teilen/Prozess ist das von @1u21 beschriebene und
      - balanciertes Füllen, heisst, gleichzeitiger Übergang in der Kavität vom Füllprozess auf den Schwindungsprozess (Umschaltzustand),
      - dieser Übergang (umschalten) muss(!) bei *volumetrisch voll* möglichst schon mit einer leichten Vorverdichtung geschehen,
      - Material muss gut beim Plastifizieren entgast werden, damit die Bindenaht aus *gasarmen Fliessfronten* entsteht,
      - Verarbeitungstemperatur des Material im MaxBereich laut Angabe des Materialherstellers.
      Es ist doch immer das Gleiche, es wurden über 100 000 Teile produziert.
      Der Kunde möchte kein Geld in ein neues WZ mit Innendruck Nadelverschlusstechnik investieren :thumbdown:

    • Neuer Nutzer schrieb:

      Kurze Ergänzung: Bindenahtfestigkeit, ist die Werkzeugtemp. an der Stelle hoch genug? Werkzeugtemp. noch i.O?

      Einsatz ist in der galvanischen Industrie,. Wir hatten auch schon Phänomene, dass irgendwelche Zusatzstoffe in der Umgebungsluft des Bauteils bis zu 100 % Ausfall durch Spannungsrisse führte. Vielleicht ist so was auch denkbar.
      WZ Temp habe ich schon um 30 Grad angehoben,
      nach Aussage des Kunden ohne Verbesserung.

      Meine Vermutung ist auch das am Prozess was geändert wurde.
      Leider laufen viele der Anlagen in Asien,
      das macht die Sache noch komplizierter..

    • Ob das "Spannungsrisse" sind, bleibt m.E. sehr fraglich. Ich habe eher die Vermutung, dass die Rollen stärker belastet werden z.B. durch deutlich höhere Gewichte und/oder durch höhere Laufgeschwindigkeiten. Wenn ihr noch irgend wo Rollen aus einer Gutproduktion habt, lasst die Bindenahtfestigkeit doch einfach mal vergleichen z.B. durch simple Belastungstests. Ansonsten kann sicherlich auch analytisch und mikroskopisch festgestellt werden, ob und wie sich die Bindenaht verändert hat. Wichtig sind bei einer solchen Untersuchung auch Teile, die beim Kunden versagt haben. Da kann dann auch festgestellt werden, ob die Achsen tatsächlich das richtige Maß haben oder ob sich vielleicht die Dimensionen der Seile geändert haben. Das muss und sollte alles berücksichtigt werden. Keines Falls einfach nur auf Aussagen und Hörensagen verlassen. Wenn jemand eine Reklamation veranlasst, muss er sie auch begründen können.
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    • ChristianS schrieb:

      Der Kunde möchte kein Geld in ein neues WZ mit Innendruck Nadelverschlusstechnik investieren
      Es ist längst überfällig, dass die Spritzgiesser umdenken und ihre Priorität auf das Thema *Qualität erzeugen* setzen!
      Es werden Unsummen in QS/QM-Systeme investiert, was genau die falsche Seite der Prozesskette ist! Die Messmaschine zahlt auch kein Kunde!!

      Richtig wäre es, in die *Prozess-Beherrschung* zu investieren, weil die Qualität immer das Ergebnis des (Herstellungs-)Prozesses ist!

      Und QS-online im Herstellungsprozess bedarf auch gewisser Messsysteme, wozu auch u. a. der InnendruckSensor gehört! Ich kenne einen Fall, da wurden in dem Werk binnen eines Jahres über 200(!) Sensoren nachgerüstet (hat auch kein Kunde gezahlt)! Aussage der Führung des Werkes 1 Jahr danach: *Werkzeugsensoren kosten kein Geld sondern sie bringen Geld*! Voraussetzung ist natürlich, dass die Mitarbeiter die Technik verstehen und beherrschen müssen!

      Man kann nur hoffen, dass endlich irgendwann bei den Spritzgiessern ein Umdenken entsteht hin zum *Investieren in mehr Prozesswissen anstatt in aufgeblähtes QMwissen!* Es bedarf nicht mehr Technik ... das beweisen die vergangenen 40 Jahre: Trotz "Technik-Hochrüstung" in der Spritzgussindustrie sind die Fehlerbilder und -probleme an den Formteilen die gleichen geblieben! Im Gegenteil: Die Q-Systeme sind viel weiter aufgebläht, was natürlich u. a. auch den gestiegenen Ansprüchen geschuldet ist.

      Ich weiß, das Thema passt nicht direkt hier rein, aber ist Ursache des Problems! :thumbsup:

    • Lt. Datenblatt hat das Material eine Kerbschlagzähigkeit von 6 kJ/m² bei 23 °C. (gar nicht mal so "viel")
      Ungekerbt n.B.. (kein Bruch)
      Entsteht an der Bindenaht eventuell eine größere Kerbwirkung als früher?
      Bindenähte können auch auf Grund schlechterer Entlüftung schlechter verschweißen.
      Hat sich die Entlüftung verschlechtert? --> über die hohen Stückzahlen?

      Im übrigen ist der MFR so derartig "praxisfremd", dass ich ihm weniger Zuwendung schenken würde.
      Denn die Fließfähigkeit hat auch was mit dem spezifischen Volumen zu tun und der wiederrum hat was
      mit Druck und Temperatur zu tun.

      PvT Diagramm beachten!



      Grüße