Physikalische Modellbildung für das Additive Sintern von Kunststoffmaterialien

Für eine Reihe technischer Prozesse der Kunststoffverarbeitung, wie das Selektive Lasersintern, das Rotationsformen oder die Pulverbeschichtung, ist die Koagulation geschmolzener Polymerpartikel ein wichtiger Prozessschritt. Diese Koagulation unterscheidet sich aufgrund der viskoelastischen Natur der Polymere von metallischem Sintern. Ein mikroskaliges Modell, das Viskoelastizität berücksichtigt, ist daher für das Verständnis grundlegender Wirkmechanismen erforderlich. Auf der Basis von Arbeiten von Frenkel sowie von Mackenzie und Shuttleworth wurde ein physikalisches Modell für die späte Phase des Sinterns, das durch die Minimierung der Oberflächenenergie angetriebene Kollabieren einer Gaspore modelliert und um Gasdiffusionseffekte erweitert wird. Viskoelastizität und Gasdiffusion beeinflussen die Prozessdynamik stark.