Verarbeitungsinduzierte morphologische Einflüsse auf die Eigenschaften thermoplastischer Mikrozahnräder

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Kleine und dünnwandige Bauteile weisen aufgrund der erhöhten Abkühlgeschwindigkeit durch das große Verhältnis zwischen Oberfläche und Volumen (O/V-Verhältnis) eine feinkristalline Struktur mit geringerem Kristallisationsgrad auf als Bauteile mit konventionellen, makroskopischen Abmessungen. Während eine damit einhergehende Veränderung der mechanischen Eigenschaften bereits nachgewiesen wurde, herrscht ein großes Defizit wissenschaftlicher Erkenntnisse zu den morphologisch bedingten, zu erwartenden Beeinträchtigungen der resultierenden tribologischen Eigenschaften insbesondere von Maschinenelementen. Kernziel des beantragten Forschungsvorhabens ist daher die Erforschung der Zusammenhänge der verarbeitungsinduzierten, abkühlbedingten Morphologie und der Gebrauchseigenschaften von spritzgegossenen Mikrozahnrädern zur gezielten Bauteiloptimierung, vor allem in Bezug auf das tribologische Verhalten. Durch die Entwicklung und den Einsatz eines neuartigen Werkzeugkonzepts, welches die positiven Effekte des Variotherm-Verfahrens mit einer folgenden sehr schnellen Abkühlung kombiniert, soll nachvollzogen werden, welche Zeitspanne verbunden mit welchen thermischen Bedingungen für die eigenschaftsprägende Morphologieausbildung insbesondere in den Bauteilrandbereichen ausschlaggebend ist. Ferner sollen die bislang nur in geringem Maße bekannten mikrostrukturellen Beeinflussungen der tribologischen Eigenschaften tiefgehend aufgeklärt werden. Aus den gewonnenen Erkenntnissen sollen abschließend Eingangsgrößen für ein algorithmisches Modell zur Berechnung des Verschleißes von Mikrozahnrädern hervorgehen, welches dem Anwender als Hilfestellung zur Bauteilauslegung dient.