Die Kristallinität des Materials ist der Prozess, bei dem flüssiges Material zu einem transparenten, kristallähnlichen Zustand aushärtet.
Kunststoffmoleküle bestehen, wie in der folgenden Abbildung dargestellt, aus langen Atomketten. Diese langen Molekülketten können gleichmäßig ausgerichtet werden, wodurch eine kristalline Struktur entsteht. Durch zufällig ausgerichtete Ketten entstehen amorphe Strukturen und aus der Kombination kristalliner und amorpher bereiche entstehen halbkristalline Strukturen.
Schwindung, Verzug und Kristallinität
Wenn ein Formteil in allen Richtungen und in allen Bereichen des Werkzeugs gleichmäßig schwindet, kommt es nicht zu Verzug.
Bei kristallinen Materialien ist der natürliche Schwindungsgrad höher als bei amorphen Materialien. Das bedeutet, dass ein Formteil mit unterschiedlicher Kristallinität auch unterschiedlich schwindet und sich wahrscheinlich verzieht.
Entstehung der Kristallinität
Teilkristalline Materialien neigen zur Kristallisation, doch wird der aktuelle Kristallisationsgrad von der Abkühlgeschwindigkeit der Schmelze beeinflusst. Je schneller die Schmelze erstarrt, desto weniger Zeit bleibt, dass sich kristalline Bereiche des Kunststoffs bilden.
Wenn Teile des Werkzeugs langsamer abkühlen, entsteht in diesen Bereichen ein höherer kristalliner Anteil und dadurch eine größere Schwindung.
Wie schnell die Schmelze abkühlt, hängt von zwei Hauptfaktoren ab:
- Werkzeugtemperatur
- Je höher die Werkzeugtemperatur, desto länger wird die Schmelzetemperatur aufrechterhalten. Dadurch verzögert sich das Abkühlen der Schmelze.
- Werkzeuggeometrie
- Dicke Bereiche kühlen im Allgemeinen langsamer ab, als dünne Bereiche und verfügen daher über einen höheren kristallinen Anteil und eine höhere Volumenkontraktion als dünne Bereiche, die schnell abkühlen und daher eher amorph sind. Dünne Regionen können über eine niedrigere Volumenkontraktion verfügen, als laut pvt-Daten prognostiziert.