Schadensanalyse an Kunststoffprodukten

Kunststoff-Schadensanalysen dienen der Ermittlung von Versagensursachen von Kunststoffbauteilen oder -produkten, woraus sich gezielte Maßnahmen zur Schadensabhilfe und -verhütung einleiten lassen. Ein weiteres Ziel der Schadensanalyse ist es, für ein technisches Erzeugnis ein Optimum aus Werkstoff-, Konstruktions-, Fertigungs- und Bauteileigenschaften unter Kostengesichtspunkten zu finden. Eine Schadensabhilfe und -verhütung kann nur dann erfolgen, wenn die Schadensursachen und Fehlereinflüsse durch systematische Untersuchungen aufgeklärt werden. Schadensanalysen dienen somit den Verbesserungen bei der Werkstoffentwicklung, der Werkstoffauswahl, der Konstruktion, der Fertigung und der Betriebsweise. Typische Schadensbilder, die an thermoplastischen Bauteilen oder Produkten auftreten, werden anhand von zwei praktischen Beispielen beschrieben. Materialversagen ist seit Menschengedenken ein Problem bei der Verwendung von Werkstoffen. Sehr häufig werden Maßnahmen zur Werkstoffentwicklungen und -optimierungen aufgrund von Bauteilversagen eingeleitet. Hierfür hat sich die Schadensanalyse als wichtiges Werkzeug der Werkstoffwissenschaft etabliert. Schadensanalysen dienen der Ermittlung von Versagensursachen von Bauteilen und der daraus zu schlussfolgernden Einleitung gezielter Maßnahmen zur Schadensabhilfe und -verhütung. Eine der Hauptaufgaben der Schadensanalyse ist die Auswahl geeigneter Untersuchungsmethoden und die wissenschaftlich basierte zusammenfassende Interpretation der Einzelergebnisse. Kunststoffe bzw. Bauteile aus Kunststoffen sind zwar häufig im Niedrigpreissegment angesiedelt, ein Versagen dieser kann jedoch große wirtschaftliche, juristische oder personelle Probleme verursachen. In der Regel ist es so, dass der finanzielle Folgeschaden wesentlich höher ist, als der eigentliche Wert des Kunststoffbauteils. Die systematische Durchführung von Schadensanalysen führt zur Verbesserung dieser Produkte.

Beispiele – Fehlerhafte Konstruktion – Vakuolen: Vakuolen treten in Bereichen von Werkstoffanhäufungen auf, wenn die Wandstärke im Spritzgussbauteil zu groß bzw. zu ungleichmäßig ist und die Außenschicht bereits erstarrt ist. Vakuolen besitzen eine zerklüftete Oberfläche, da bei deren Entstehung im Inneren Vakuum vorherrscht (Bild). Sie entstehen infolge einer ungünstigen Konstruktion in Verbindung mit nicht optimalen Verarbeitungsbedingungen dann, wenn der äußere Bereich bereits erstarrt ist und sich das Zentrum noch im schmelzeflüssigen Zustand befindet.