Getextureerde matrijzen in een kunststofspuitgietproces

Abstract

Op de Technologiecampus Diepenbeek (KU Leuven) voert de onderzoeksgroep Cel Kunststoffen, in samenwerking met het Precision Manufacturing Lab van Sirris, onderzoek uit naar toepassingen van lasergetextureerde matrijzen in een spuitgietproces. Deze masterproef focust op de overdracht van microgetextureerde oppervlakken op kunststofproducten. In aansluiting hierbij wordt de invloed van de oppervlaktetextuur op de contacthoek van het kunststofproduct met water onderzocht vermits het doel erin bestaat om het product waterafstotend te maken.

Door uitvoering van een full factorial design of experiments werd de invloed van spuitgietparameters op de overgenomen textuurhoogte en contacthoek bepaald. De gebruikte kunststoffen voor dit onderzoek zijn een amorfe thermoplast (polystyreen, PS) en een semi-kristallijne thermoplast (polypropyleen, PP). Via lasertexturering is een ±60µm diepe kegelvormige textuur op de matrijs aangebracht.

Uit de resultaten blijkt dat een hoge injectiesnelheid, matrijs- en injectietemperatuur de belangrijkste machine-instellingen zijn voor een verhoging in textuurhoogte en contacthoek. Voor PP en PS is een maximale textuurhoogte van respectievelijk ±55µm en ±25µm bereikt. Door de matrijstemperatuur tijdens het inspuiten m.b.v. variotherm technologie te verhogen, kan de textuurhoogte van PS (±15µm), bij lage instellingen, verhoogd worden tot ±30µm. De contacthoekmetingen voor PP tonen dat superhydrofobe oppervlakken (±155°) verkregen kunnen worden. Voor PS worden hydrofobe oppervlakken bekomen (±135°).