Amorphe Metalle und Polymer

Fertigungszelle für Teile aus Silikon und amorphem Metall

Zur K 2019 ist die Vorstellung einer neuen Technologie angekündigt: Beim Verarbeiten amorpher Metalle im Spritzguss soll die Zykluszeit im Vergleich zu früheren Fertigungslösungen um bis zu 70 Prozent sinken.

Premiere für den Zwei-Komponenten-AMM-Prozess. An die Teile aus amorphem Metall wird eine Silikon-Dichtung direkt angespritzt. © Engel

In einem gemeinsamen Projekt von Engel und Heraeus sei es gelungen, der Verarbeitung der Metalllegierungen mit ihren ganz besonderen Eigenschaften die Tür zur Großserienproduktion in einem breiten Einsatzfeld zu öffnen. Zur K 2019 hat Engel den nächsten Entwicklungsschritt angekündigt. Zum ersten Mal werden Zwei-Komponenten-Bauteile aus einem amorphen Metall und Silikon produziert -in einer vollständig automatisierten Fertigungszelle.

Amorphe Metalle sind aufgrund ihrer ungeordneten, nicht kristallinen Struktur extrem hart und zugleich hochelastisch. Sie bieten ein sehr gutes Rückstellverhalten, sind äußerst korrosionsbeständig und biokompatibel gemäß ISO 10993-5. Mit dieser Kombination von Eigenschaften sind die Legierungen Stahl, Titan und vielen anderen Werkstoffen überlegen.

Für die Verarbeitung amorpher Metalle der Produktreihe Amloy von Heraeus wurde auf Basis der bekannten hydraulischen und holmlosen Baureihe Victory eine neue Spritzgießmaschine entwickelt, die Victory AMM - Amorphous Metal Moulding. Sie liefert laut Unternehmen in sehr kurzen Zykluszeiten einsatzfertige Bauteile mit hoher Oberflächenqualität.

Für die Herstellung von Zwei-Komponenten-Gehäusedemoteilen wird eine Victory 120 AMM mit einer Insert 60V/45 Vertikalspritzgießmaschine kombiniert. © Engel

Auf der K sollen Zwei-Komponenten-Gehäusedemoteile in einer Fertigungszelle mit einer Victory 120 AMM mit einer Insert 60V/45 Vertikalspritzgießmaschine, die mit einem 2-Stationen-Drehteller ausgerüstet ist, entstehen. Für die vollautomatisierte Fertigung integriert die Produktionszelle sowohl einen Viper Linear- und einen Easix Knickarmroboter, ebenfalls beide von Engel.

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Im ersten Arbeitsschritt wird auf AMM-Maschine der Gehäusegrundkörper aus einer Zirkonium-basierten Amloy Legierung spritzgegossen. Hierfür entnimmt der Viper Roboter einen Amloy-Rohling aus dem Vereinzeler und übergibt ihn an die Spritzeinheit. Nach weniger als 70 Sekunden sei die Metallkomponente fertig ausgeformt. Der Viper entnimmt das Bauteil und legt es in einem Tray ab. Von dort übernimmt der Easix Knickarmroboter. Er platziert die Amloy Komponente in der unteren Werkzeughälfte auf dem Drehteller der Insert Maschine, wo eine Dichtung aus Flüssigsilikon (LSR) angespritzt wird. Über feine Durchbrüche in der Gehäusefläche füllt die Elastomerkomponente zuverlässig auch die Dichtungsstruktur auf der Bauteilunterseite aus. Die beiden Werkzeuge stammen von den Engelpartnern Flex (AMM), und Starlim Sterner (LSR).

Auf Basis der erfolgreichen hydraulischen und holmlosen Baureihe Victory wurde die Victory AMM Spritzgießmaschine gezielt für die Verarbeitung von Amloy Materialien entwickelt © Engel

Für die Großserie gerüstet
Die live produzierten Demoteile vereinen die Anforderungen portabler elektronischer Geräte mit den neuartigen Eigenschaften der Amloy Materialien. Darüber hinaus eröffne der Zweikomponentenspritzguss neue Möglichkeiten für die Konstruktion nahezu unzerstörbarer, staub- und wasserdichter und zugleich funkwellenundurchlässiger Gehäuserahmen. Vor allem für die Consumer Electronics Industrie biete die vollautomatisierte Hybridfertigung großes Potenzial. Die Entwicklungsarbeiten haben, so Engel, bestätigt, dass sich nicht nur mit Silikon, sondern auch mit weiteren Elastomeren und Thermoplasten im Mehrkomponentenspritzguss stabile Verbindungen mit Amloy realisieren lassen.

In der Produktreihe Amloy sind Legierungen auf Basis von Zirkonium und Kupfer für Großserienanwendungen verfügbar. Legierungen auf Basis von Titan, Eisen und Platin seien in Vorbereitung. Diese Materialvielfalt eröffne ein besonders breites Einsatzspektrum, von portablen Elektronikgeräten über langlebige Instrumente für die minimalinvasive Chirurgie, stabile Federungen und verschleißfeste Antriebsteile für die Luft- und Raumfahrt und hochwertige Dekorelemente fürs Automobil bis zu abriebfesten Uhrwerkbauteilen.

K2019, Halle 15, Stand C 58

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