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Fertigungskonzept für 2K-Spritzguss mit Flüssigsilikon

Leichtbau vorangetriebenSchäumformen – neue Möglichkeiten ausloten

BMBF-Leuchtturmprojekt Relei

Die Produktion leichter, jedoch sehr belastbarer Bauteile mit Hilfe des Spritzgieß-Schäumformens stand im Mittelpunkt einer Präsentation während der JEC. Erstmals zeigte das ILK das Schäumformen an einer komplexen Geometrie.

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Standardthermoplaste und Silikon lassen sich kombinierenFertigungskonzept für 2K-Spritzguss mit Flüssigsilikon

Standardthermoplaste und Silikon lassen sich kombinieren: Fertigungskonzept für 2K-Spritzguss mit Flüssigsilikon

Ein zur K vorgestelltes neues Werkzeugkonzept, ausgelegt auf das Vernetzen von Flüssigsilikonkautschuk mit kaltem UV-Licht, bietet interessante Ansätze für neue Designs von Kunststoff-Teilen.

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Ausgelegt ist das Fertigungskonzept auf das Verarbeiten von Flüssigsilikonkautschuk (LSR, Liquid Silicon Rubber), der bei der Bestrahlung mit kaltem UV-Licht aus LED-Leuchtmitteln vernetzt. Weil dadurch die sonst erforderlichen, hohen Vernetzungstemperaturen entfallen, eignen sich auch Thermoplaste mit niedriger Schmelztemperatur wie Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) oder Polymethylmethacrylat (PMMA) für das Zweikomponenten-Spritzgießen mit LSR als Weichkomponente. Konventionelle, thermisch vernetzbare LSR-Typen erfordern höher temperaturbeständige und damit teurere Werkstoffe wie Polyamid (PA) oder Polybutylenterephthalat (PBT). Dadurch öffnet sich der Herstellung von Hart-Weich-Verbunden mit LSR als Weichkomponente eine breite Vielfalt neuer Anwendungen.

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Ein Anwendungsbeispiel ist die zur K gezeigte Seifenschale aus einem transparenten Polypropylen (PP) mit einem direkt angespritzten Silikon-Ablagesockel. Für deren Produktion hat Elmet in Zusammenarbeit mit Maschinenhersteller Engel und Rohstoffhersteller Momentive ein komplettes Fertigungssystem konzipiert und schlüsselfertig realisiert.

Eine zentrale Komponente dieses Systems ist das Spritzgießwerkzeug, das auf einer Standard-Spritzgießmaschine (Typ: E-Mac 170/50) lief. In diesem Werkzeug, dessen Dichtflächen in beiden Werkzeughälften aus Stahl bestehen und daher weder verschleißen können noch getauscht werden müssen, wird zunächst das Formteil aus UV-transparentem PP gespritzt. Nach dem Entformen und Umsetzen in einen darüber angeordneten Werkzeugbereich folgt das Aufspritzen des LSR-Sockels auf das PP-Teil. Durch dieses hindurch wird die Silikonkomponente schließlich mit UV-Licht bestrahlt und vernetzt. Als Lichtquellen dienen robuste LED-Leuchtmittel, die eine lange Lebensdauer erreichen. Ferner lassen sich der Einschaltzeitpunkt und Leuchtdauer der LED präzise auf die Vernetzungsreaktion abstimmen, um den Energieeinsatz und die Zykluszeit zu minimieren.

Eine weitere Systemkomponente ist das neue, pneumatisch betriebene Spritzaggregat für die LSR-Komponente. In die Maschinensteuerung integriert, ermögliche es präzise, reproduzierbare Einspritzdrücke und -geschwindigkeiten für eine erheblich verbesserte Prozessstabilität. Das ebenfalls neue, platzsparende Dosiersystem dosiert toleranzarm die LSR-Komponente in das Spritzaggregat. Vernetzer und Farbe werden mit Hilfe einer Standard-Additiv-Linie zugegeben.

Während der K 2013 war dieses komplette, speziell auf die Verarbeitung von UV-vernetzendem Flüssigsilikonkautschuk ausgelegte Fertigungssystem auf dem Stand des Rohstoffherstellers Momentive Performance Materials zu sehen. Kein Dummy also, sondern ein funktionierendes System.

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