Neue Werkstoffe

ABS/PC-Polymere mit besseren Oberflächen

Neue Werkstoffe mit induktiver Werkzeugtemperierung optimiert. Speziell hinsichtlich der erreichbaren Oberflächenqualität wurde die neue Spritzgießtype eines ABS/Polycarbonat-Polymers optimiert. Eingesetzt hat der Werkstoffentwickler eine in anspruchsvollen Spritzgießprojekten inzwischen anerkannte Technologie, die induktive Werkzeugtemperierung.

Die dynamische Werkzeugtemperierung wirkt sich auf auf die Oberflächenqualität neuartiger ABS/PC-Polymere aus. (Bild: Elix)

Als technische Basis der Werkstoffoptimierung hat Elix die Heat and Cool Technologie von Roctool genutzt und eine Testreihe abgeschlossen. Damit sei beim Spritzgießen der neuen Type Ultra HH4115HI eine deutliche Verbesserung der Oberflächenqualität erzielt worden. Die Versuche entsprechen dem strategischen Angebot maßgeschneiderter Lösungen und Service für Unternehmen, die seine Spezialwerkstoffe verarbeiten. Mit der Versuchsreihe sollten mögliche Verbesserungen quantifiziert werden – bei der Ästhetik der Bauteile, aber auch in der Verarbeitungsleistung.

Die Werkstoffcharakterisierung wird als ein Aspekt der laufenden Weiterentwicklung der von Roctool konzipierten Werkstoffdatenbank High Definition Plastics beschrieben. Sie soll Hersteller beim Erzielen ausgezeichneter Teilequalität und höherer Leistung unterstützen. Die spezielle Temperiertechnik könne sich erheblich auf die Oberflächenqualität auswirken. Außerdem helfe sie, Bindenähte und Fließfehler zu vermeiden. Die Formnestoberfläche wird sehr schnell erwärmt, sie kann kurz vor dem Einspritzen 200 Grad Celsius übersteigen. Anschließend wird die Oberfläche rasch auf die notwendige Entformungstemperatur abgekühlt. Dadurch verlängere sich die gesamte Zykluszeit nur minimal.

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Dank Aufheizung der Formtemperatur bis über die Glasübergangstemperatur wird ein präziser, detailreicher Abdruck der Formnestoberfläche erreicht – auch bei Oberflächen mit feinsten, per Laser produzierten Kornstrukturen. Außerdem werden Bindenähte und Einfallstellen vermieden. Dadurch verringert sich auch die Notwendigkeit der Anwendung von Lackierung oder von IMD (In-Mold Decoration). Darüber hinaus reduziert sich die Scherspannung in der Schmelze, die sich erheblich auf die mechanischen Eigenschaften des Bauteils auswirken kann und geringere Wanddicken ermöglicht.

Die Grafik zeigt, dass der Einsatz der Roctool-Technologie die Wanddicke eines Spritzgussteils von 1,5 auf 1 Millimeter reduziert werden kann (in der Grafik rot eingekreist). (Grafik: Elix)

Mit dem neuen ABS/PC-Polymer wurde die Oberflächenabbildung an drei typischen Oberflächenstrukturen charakterisiert: chemische, EDM und Laser Narbungen so wie Verbesserungen bei Glanz und Farbe. Außer des Einflusses auf die Teileoberfläche wurde auch der Einfluss auf die Fließlänge untersucht. Dabei seien die erzielten Verbesserungen deutlich geworden: Hoher Glanz und tiefes Schwarz steigerten die Oberflächenqualität insgesamt. Dank der Roctool-Technologie reduziert sich die Farbaufhellung und es wurde nahezu ein Klavierlack-Schwarz mit einer sehr guten Oberfläche erzielt.

Darüber hinaus verbesserte sich die Abbildung der texturierten Oberfläche um mehr als 50 Prozent und es ergaben sich signifikante Verbesserungen für jede Art Oberflächenstruktur, besonders bei geringer Rauigkeit. Die letzte HD Plastics-Charakterisierung basiert auf Fließstudien mit Hilfe der Spiralform für 1 und 1,5 Millimeter Wanddicken. Diese Untersuchung zeigt deutliche Verbesserungen dank Einsatz der Roctool-Technologie im Vergleich zur konventionellen Technologie bei einer Reduzierung des Druckabfalls um bis zu 60 Prozent und Steigerung der Fließlänge um bis zu 100 Prozent. Ultra HH4115HI ABS/PC wurde in die Werkstoffdatenbank aufgenommen.

Die erst vor gut einem Jahr eingeführte ABS/PC-Variante bietet laut Elix mehrere Vorteile gegenüber PC/ABS (dass weniger ABS und mehr Polycarbonat enthält). Es habe beispielsweise eine rund 5 Prozent niedrigere Dichte, sei emissions- und geruchsärmer, weise eine höhere Fließrate aus und sei schlagfester. Es eignet sich damit vor allem für aufprallrelevante Bauteile der Innenausstattung und Teile, gegen die Knie und Kopf stoßen können, aber auch für äußere Anwendungen wie Säulenverkleidungen und andere lackierte Seitenformteile. Die Einfärbung des Werkstoffs ist ebenso möglich wie das Realisieren spezieller Eigenschaften mit verschiedenen Additivpaketen.

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