PVD-Beschichtung von Spritzgießformen

Automobiltrends glänzend umgesetzt

Anspruchsvolles Innenraum-Design und haptisch edle Oberflächen bringen Ambiente in den Autoinnenraum. Bei der Herstellung entsprechender Bauteile soll die gezielte PVD-Beschichtung der Spritzgießformen für anspruchsvolle Oberflächen sorgen.

Der Autozulieferer Key Plastics nutzt die PVD-Beschichtung von Spritzgießwerkzeugen, um den Glanzgrad von Kunststoff-Sitzblenden anzupassen.

Der Automobilzulieferer Odelo setzt bei der Herstellung einer genarbten Oberfläche des Heckspoilers für den Smart Cabrio auf die gezielte Physical Vapour Deposition-Beschichtung (PVD-Beschichtung) von Spritzgießformen. Ebenso der Zulieferer Key Plastics. Er nutzt die Methode zur Fertigung von Sitzblenden aus dem Kunststoff PP TV20 für das Mittelklassemodell eines Autoherstellers. Oerlikon Balzers in Bingen untersucht seit einigen Jahren die Zusammenhänge von Glanzeindruck und Farbwirkung an spritzgegossenen Bauteilen auf Basis von Praxiserfahrungen mit beschichteten, strukturierten Formoberflächen. Inzwischen verfügt das Unternehmen nach eigenen Angaben über einen umfangreichen Musterkatalog, der Aufschluss darüber gibt, welcher Glanzgrad sich mit welcher Kombination aus Beschichtung, Kunststoff- und Werkzeugmaterialien sowie Prozessparametern erzielen lässt. Dies ist zum Beispiel möglich für matte Oberflächen handelsüblicher Kunststoffe (zum Beispiel ABS, PA 6, ABS/PA) mit Glanzgraden von 1 bis 2, wie sie im Automobilbau derzeit im Trend liegen.

Bei Odelo musste die Textur hundertprozentig zum anthrazit-matten Faltdach des Fahrzeugs passen. Hier verhalf die Hartstoffschicht Balinit Lumena nicht nur zu den geforderten matten Oberflächeneffekten. Doppelt so hart wie Hartmetall (3400 HV), beseitigte die Titanaluminiumnitrid-Schicht zudem bisherige Probleme wie frühzeitiger Verschleiß oder schwer zu entfernende Formbeläge auf den Werkzeugen, so dass Ausschuss, Wartung und Maschinenstillstände sanken und die Produktivität stieg. Auch das teure Lackieren der Bauteile entfiel, da sich dank der verschleißfesten Werkzeugoberflächen nunmehr keine Glanzstellen auf den Kunststoffteilen bildeten. Das positive Ergebnis durch die Beschichtung, so verspricht das Unternehmen, stellt sich auch nach 300.000 Schuss in der Spritzgießfertigung dar.

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Die Belegschaft von Key Plastics hatte ebenfalls eine harte Nuss zu knacken: Durch ungenügende Formfüllung entstanden glänzende und inhomogene Oberflächenabbildungen auf den Bauteilen. Um das Problem mit einer geeigneten Kombination aus Feintextur und Beschichtung zu lösen, wurde die vom Kunden gewählte Textur in einem Versuchswerkzeug nachgestellt und mit produktionsnahen Verarbeitungsparametern erzeugt. So ermittelte man eine geeignete Einstellung aus Kundenstruktur und einer 12 Mikrometer dicken TiAIn-Beschichtung (Balinit Lumena). Dieses Resultat, so heißt es aus Bingen, wurde erfolgreich auf die Produktion übertragen: Die beschichteten Werkzeuge fertigten innerhalb eines Jahres bereits 300.000 Teile mit einwandfreier Glanzgradqualität.

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