Direktcompoundierung

Annina Schopen,

Materialhoheit erlangen

Die mechanischen Anforderungen an ein Bauteil ändern sich, neue Projekte werden vergeben. Immer stellt sich die Materialfrage. ZF Vigo kann dafür ab sofort eigene Rezepturen entwickeln und produzieren – mit Direktcompoundierung von KraussMaffei.

Die Schmelze gelangt vom Einschneckenextruder in die Plas­tifizierung der Spritzgießmaschine, so erfolgt der gesamte Prozess in einer Wärme. © KraussMaffei

Die Ansprüche an Kunststoffverarbeiter hinsichtlich Transparenz und Rückverfolgbarkeit werden immer höher. Zeigt sich ein Bauteil im Gebrauch fehlerhaft, stellt sich schnell die Frage: Wer ist schuld? Herstellungsprozess oder Ausgangsmaterial? Bei ZF Vigo, Spanien, hat man die Erfahrung gemacht, dass die Qualität von Compounds manchmal nicht ganz zuverlässig ist, und suchte deshalb Wege, die Materialhoheit zu erlangen. Beim neuen DCIM-Verfahren von KraussMaffei wurde man fündig.

DCIM (Direct Compounding Injection Molding) bietet mit seinem Einschneckenextruder das passende Equipment für kleine und mittlere Bauteile. Bei Schussgewichten von 50 bis 2.000 Gramm profitiert man von wirtschaftlichen Vorteilen. Der DCIM-Einschneckenextruder ist platzsparend in Huckepack-Stellung auf einer hydraulischen Standard-Spritzgießmaschine (meist der GX-Baureihe) angebracht. Beide arbeiten im diskontinuierlichen Betrieb. Das bedeutet: Der Extruder stoppt jeweils automatisch, wenn das Schussvolumen für den nächsten Zyklus erreicht ist.

Achim Härtel, Core Engineer Plastics bei ZF, schätzt die energieeffizienten Vorteile von DCIM. Der gesamte Prozess vollzieht sich in einer Wärme, denn die compoundierte Schmelze gelangt ohne Zwischenstopp oder Abkühlung in die Plastifizierung der Spritzgießmaschine. Auf diese Weise verringert sich der Polymerabbau, man spart Energiekosten und verringert seinen CO2-Abdruck.

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Außerdem lassen sich auch Materialien mit mittlerer Viskosität verarbeiten, während Konzepte anderer Anbieter lediglich das Einbetten von Fasern in eine niedrigviskose Matrix vorsehen. Je höher die Viskosität, desto besser die mechanischen Eigenschaften der Bauteile, was vor allem für sicherheitsrelevante Produkte wichtig ist, wie sie ZF Vigo fertigt. Für die Homogenisierung von Basispolymer, Faserzugabe, Additiven und Masterbatch sorgt die Schnecke des DCIM. Sie wurde eigens dafür entwickelt und verfügt mit 30L/D über ein ungewöhnlich großes Verhältnis von Länge zu Durchmesser (Standard-Spritzgießmaschinen 17–23).

Maximale Flexibilität und schneller ROI

Meist haben technische Teile, die für die Direktcompoundierung in Frage kommen, Zykluszeiten von 20 Sekunden und mehr. In diesen Fällen vollzieht sich die zusätzliche Materialaufbereitung vollkommen zykluszeitneutral. Die DCIM-Maschine lässt sich ohne größere Umbauarbeiten auch als Standard-Spritzgießmaschine verwenden, wenn kein Compound benötigt wird. Dadurch erhält der Kunststoffverarbeiter maximale Flexibilität – vor allem weil sich der Investitions-Mehraufwand für DCIM innerhalb weniger Monate amortisiert.

Besonders im Hinblick auf die Verarbeitung von Recyclingmaterial, Biokunststoffen und Naturfasern wird DCIM interessant werden, glaubt Jacob Luis Lopez, Manufacturing Engineer Specialist bei ZF Vigo. Der Wettbewerb, gerade im Automobilbereich, sei so hart geworden, dass man immer einen Schritt voraus sein müsse. Die Hoheit über das verwendete Material zu erlangen, ist eine wertvolle Möglichkeit.

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