Herstellung von Strukturschaumteilen

Vom Ende der Orangenhaut

Geschäumte Formteile müssen nicht runzlig sein
Mit Roboter: Die Fertigungszelle für Formteile aus Strukturschaum.
Mit einem zur diesjährigen Fakuma erstmals vorgestellten Strukturschaumverfahren sollen sich geschäumten Formteile herstellen lassen, die kompakt gespritzten Produkten in der Oberfläche nicht nur gleichwertig, sondern überlegen sind.

Die Fakten sind hinlänglich bekannt: Geschäumte Formteile sind frei von Einfallstellen, verzugsarm und leichter als ihr kompakt gespritzter Wettbewerb. Nachteilig ist jedoch, dass die Teile keine glatten Oberflächen aufweisen. Sie sind schlichtweg ein wenig runzlig. Schlieren und eine gewisse mechanische Rauigkeit sind typisch für geschäumte Teile. Dabei ist es unerheblich, ob chemische oder physikalische Treibmittel verwendet werden. Deshalb werden Strukturschaumteile heute vor allem für solche Anwendungen eingesetzt, bei denen es zuerst auf die guten mechanischen Eigenschaften, auf geringe Toleranzen und Spannungen ankommt; wenn also die Oberflächen keine so große Rolle spielen. Doch jetzt wurde am Bodensee eine Methode präsentiert, die ein Ende der Orangenhaut verspricht, bei der auch geschäumte Teile mit einer perfekten Oberfläche aufwarten können. Kernkomponenten dieser neuen Technik, die gemeinsam vom Kunststoffinstitut Lüdenscheid und der österreichischen Firma Wittmann Battenfeld entwickelt wurde, sind:

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  • von mit Treibmittel versehener Schmelze,
  • Aufheizung des Werkzeuges durch induktive Erwärmung,
  • Temperierung und Abkühlung des Werkzeuges durch Temperiergeräte mit zwei Kreisläufen.

Ohne Bindenähte

Die auf der Fakuma gespritzten Formteile „Flaschenöffner“ aus schwarzem ABS wiesen nach Angaben der Kottingbrunner Firma eine hochglänzende Oberfläche ohne Einfallstellen auf . Die Bindenähte waren nicht sichtbar. Um die Überlegenheit des neuen Verfahrens zu verdeutlichen, wurde nur die Vorderseite des Formteils zyklisch geheizt und gekühlt. Die Rückseite, die nicht beheizt wurde, zeigte denn auch die typischen und bekannten „Hautkrankheiten“ einer Oberfläche von Strukturschaumteilen.

Besonders vorteilhaft bei dem neuen Verfahren sei, dass durch die Einspritzung der Schmelze in das heiße Formnest nicht nur die Oberfläche exakt die Formnestkontur wiedergibt, sondern die Randschicht der Formteile sehr kompakt wird. Das bedeute, dass die Formteile nicht nur besser aussehen, sondern auch eine höhere mechanische Belastbarkeit aufweisen. Die feine und gleichmäßige Schaumstruktur im Kern vermeide Einfallstellen und Verzug der Formteile.

Nicht nur die Technik des neuen Verfahrens, auch die in Friedrichshafen gezeigte Produktionszelle entspringt der Kooperation zwischen dem Kunststoffinstitut im westfälischen Lüdenscheid und der Wiener Wittmann-Gruppe. Am Kunststoffinstitut wurde die Technik der induktiven Erwärmung von Spritzgießwerkzeugen bis zur Produktionsreife entwickelt. Mit dem Werkzeug „Flaschenöffner“ wurde diese Technik jetzt erstmalig für ein Strukturschaum-Formteil umgesetzt.

Wittmann verwendete für diesen Prozess eine neuartige Temperiertechnik, die mit zwei unterschiedlichen Wasservorlauftemperaturen arbeitet. Dadurch werde das schnelle Aufheizen begünstigt und eine sehr effektive Kühlung des Formteils sichergestellt. Das Einlegen der Metallteile, die aus einem Stangenmagazin bereitgestellt und durch einen Zylinder vereinzelt werden, sowie die Entnahme der fertigen Flaschenöffner erledigt ein Roboter der österreichischen Firma. Und für die Herstellung von Formteilen aus Strukturschaum schließlich wird die optimierte Spritzgießmaschine H110/210 aus dem Lieferprogramm vom Zukauf Battenfeld eingesetzt. Dem verarbeiteten Granulat wird dabei ein chemisches Treibmittel zugegeben. Mehr dazu unter diesem Stichwort.

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