Mayweg nutzt Induktion für die perfekte Kunststoffoberfläche

(IINews) - Die technischen und optischen Anforderungen an Kunststoffprodukte und – oberflächen steigen beständig. Insbesondere für sichtbare Oberflächen werden erkennbare Einfallstellen, Schlieren oder Anspritzpunkte kundenseitig nicht akzeptiert. Produktentwickler kennen hier die technischen Grenzen und müssen in der Regel schon mit konstruktiven Einschränkungen in der Entwicklungsphase leben. Kunststoffspezialist Mayweg aus dem sauerländischen Halver nutzt das Induktions-Spritzgießen, um diese Grenzen im jeweiligen Spritzzyklus zu verschieben und diese Fehler auszuschließen. Ein revolutionäres Verfahren.

Das Induktionsspritzgießen wird immer dort eingesetzt, wo Strukturen mit hohen Werkzeugwandtemperaturen geformt werden müssen. Insbesondere ist bei diesem Verfahren darauf zu achten, dass die gewünschten Effekte in einer Serienfertigung reproduziert werden können. Bzw. das die nicht gewünschten optischen Effekte an der Oberfläche, wie z.B. Fehler im Bereich der Bindenähte oder Schlieren- und Wolkenbildung im Spritzgießprozess, dauerhaft ausgeschlossen werden.

Anhand eines design- und optikorientieren Bauteils erklärt Andreas Meyer, Technischer Leiter beim Werkzeug- und Spritzgießspezialisten Mayweg, wie sich mit der induktiven Beheizung von Spritzgießwerkzeugen die technischen Möglichkeiten erweitern. Das Unternehmen hat jüngst an einem geförderten Forschungsprojekt für die induktive Erwärmung von Spritzgießwerkzeugen teilgenommen, denn komplexe Bauteile aus Thermoplasten können mit konventioneller Spritzgieß- und Werkzeugtechnik nicht mit der gewünschten Qualität an die Oberfläche erreicht werden. „Hinter jeder Öffnung im Teil befindet sich eine Bindenaht“, demonstriert er die technische Herausforderung bei diesem Bauteil – einer Fernbedienung mit einer homogenen Oberfläche in Klavierlackoptik. Ohne der induktiven Temperierung würde es an neuralgischen Punkten zu Fehlstellen in der Oberflächenstruktur kommen.

Die Ursache liegt in den physikalischen Eigenschaften des Thermoplasts begründet. Der Kunststoff, beim vorliegenden Beispiel ein Polycarbonat (PC), legt sich an die kühlere Werkzeugwand an und kühlt dadurch entsprechend schnell aus. Der Kunststoff lässt sich in diesem Bereich nicht voll und konturgerecht ausprägen. Wird das komplette Werkzeug mit konventioneller Temperierung versorgt, bringt das den Nachteil mit sich, dass sich die Zykluszeiten drastisch erhöhen, weil die Masse deutlich mehr Zeit zum Auskühlen benötigt.

„Diese Problematik lösen wir eben mit dieser neuen Technologie“, macht Andreas Meyer deutlich. Eingebracht wird in das Werkzeug ein Induktor an den Stellen, wo eine partielle und konturnahe Temperierung oberhalb der eigentlichen Entformungstemperatur notwendig ist. „Bei der Auslegung des Werkzeugs und Abstimmung der Spritzgießzyklen ist dann natürlich jede Menge Know-How gefragt.“ Eine Reihe von Versuchen im Vorfeld der Serienfertigung geben dem Konstrukteur Aufschluss darüber, an welchen Punkten Gefährdungen der Oberflächenqualität entstehen.

Ein hochfrequenter Wirbelstrom (Induktionsprinzip) sorgt dann in jedem Spritzgießzyklus innerhalb von 1 bis 3 Sekunden für die partielle Temperaturerhöhung auf eine definierte Gradzahl. Kurzzeitig entstehen so sehr hohe Temperaturdifferenzen an der Werkzeugwand, was die Flusseigenschaften des Materials verbessern. Im Bereich von Bindenähten sorgt das für die Minimierung der unerwünschten Kerbenbildung. Im übrigen Werkzeug wird die Temperatur aber nicht angehoben. Somit gibt es bei der Ausformung keine wesentlich längeren Abkühlzeiten.

Andreas Meyer: „Der Vorteil der von uns ein gesetzten Methode ist, dass ich brillante Oberflächen erziele, weil ich in einem Zyklus variotherm spritzen kann.“ Trotz der aufwändigen Einarbeitung der Technik in das Werkzeug kann nahezu zykluszeitenneutral gefertigt werden.

Ein Verfahren, dass bei Mayweg längst Einzug in den Produktionsalltag gefunden hat. Hochglänzende Oberflächen, wie beispielsweise bei einer Fernbedienung, werden genauso perfekt abgebildet, wie bei mattierten Oberflächen. Zur Beweisführung zeigt Andreas Meyer einen Schalterdeckel einer Schalterserie.

Mit dieser Technik sind wie erst am Anfang der konstruktiven Gestaltung. „Beziehe ich diese Flexibilität bereits in der Produktentwicklung mit ein, öffnen sich für unsere Kunden völlig neue Potenziale.“ Denkbar sind Kunststoffteile mit völlig veränderten Materialeigenschaften. „Unsere Aufgabe als innovativer Werkzeughersteller und Kunststoffverarbeiter ist es, die Reproduzierbar des gewünschten Produktes mit Thermoplasten zu prüfen“, weist Meyer auf die Funktion seines Unternehmens als Entwicklungspartner an dieser Stelle hin.

Ist eine Serienfertigung mit der partiellen induktiven Erwärmung möglich, wird das Serienwerkzeug mit integrierter induktiver Temperierung gefertigt.

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Datum: 26.03.2013 - 10:18 Uhr
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