Hierarchical texturing of injection mould materials by femtosecond laser processing

Abstract

In samenwerking met de Manufacturing research group van de School of Engineering in Birmingham, doet Cel Kunststoffen, gevestigd op de campus van Diepenbeek, onderzoek naar laser getextureerde matrijzen voor een spuitgietproces. Binnen deze masterproef worden verschillende matrijsmaterialen met een laser behandeld en gekarakteriseerd. Met als doel gelijke structuren (waterafstotend) te verkrijgen op de verschillende materialen.

In deze masterproef worden vier matrijsmaterialen (een roestvrij gereedschapsstaal, een aluminium-zinklegering, een koperlegering en een gereedschapsstaal) onderzocht. Op deze matrijsmaterialen worden drie structuren aangebracht, namelijk twee Lotus structuren en laser-induced periodic surface structures (LIPSS). Voor de ontwikkeling en optimalisatie om gelijke structuren te verkrijgen worden enkele design of experiments (DoE) uitgevoerd.

De resultaten van de DoE laat zien dat er voor de Lotus structuur op basis van een rasterscanstrategie overeenkomsten gevonden zijn met behulp van verschillende aantal pulsen per spot. Ook voor het scannen van discrete punten zijn er overeenkomstige gaten gevonden door puls energieën en pulsen per spot te veranderen. Ten slotte werden LIPSS met dezelfde periodiciteit gevonden door de fluence en het effectieve aantal pulsen per oppervlak aan te passen. In toekomstig onderzoek worden deze getextureerde matrijsmaterialen geïntegreerd in een kunststof spuitgietmachine om de replicatie-efficiëntie en de slijtage van de matrijzen tijdens spuitgietcycli te onderzoeken.