Leichtere Bauteile zu günstigen Kosten

Aktive und passive Sicherheit, Komfort, Umweltverträglichkeit und Wirtschaftlichkeit – das sind einige der Aspekte, die bei der Entwicklung moderner Pkw und Nutzfahrzeuge wesentlich sind. Ein stets wichtiges Thema ist in diesem Zusammenhang die Reduzierung des Fahrzeuggewichts, gleichzeitig ein Grund für den in den letzten Jahren kontinuierlich wachsenden Einsatz von Kunststoffen im Automobilbau. Derzeit liegt er bei rund 14 % am Gesamtgewicht eines Mittelklassewagens, mithin 120 bis 160 kg. Inzwischen wurde jedoch eine Grenze erreicht, die nicht mehr allzu viel Spielraum für weitere Expansion lässt. Potenziale finden sich noch bei Strukturbauteilen, im Bereich der Karosserie und bei Verscheibungen.

Mit dem Thema Kragenfügen, einer Technik für Kunststoff-Metall-Verbunde, befasst sich die BASF AG, Ludwigshafen (Halle 05, Stand B21). Das Verfahren gilt als einfach, zuverlässig und preiswert. Die Entwickler können das Verhalten eines komplexen kragengefügten Hybridbauteils rechnerisch vorhersagen, und ein gemeinsam mit einem Automobilzulieferer entwickelter Frontend-Prototyp erfüllt alle an ihn gestellten Anforderungen. Damit wurde bewiesen, dass komplexe Bauteile mit den gewünschten mechanischen Eigenschaften durch Kragenfügen realisierbar sind. Im Vergleich zum Fügen während des Spritzgießens bietet das zur Gruppe der PMA-Verfahren (post moulding assembly) gehörende Kragenfügen dem Konstrukteur mehr Freiheit beim Gestalten der Kunststoffkomponente. Zudem lassen sich einfachere Werkzeuge einsetzen und die Zykluszeiten verkürzen. Auch neigt das Hybridteil weniger zu Verzug.

Zur Hybridtechnik finden sich auch Exponate bei der Bayer Material Science AG, Leverkusen (Halle 6, Stand A49/A57). So handelt es sich bei dem Dachrahmen des neuen Audi A6 um ein erstes Verbundteil im Karosseriebereich, nachdem die Technik bei Frontends bereits etabliert ist. Gegenüber einem reinen Metallteil beträgt der Gewichtsvorteil des Dachrahmens rund 500 g, und das bei Kostenneutralität. Systemlieferant des kompletten Dachträgers ist die Linde + Wiedmann GmbH KG, Dillenburg. Das Unternehmen stellt auch den Blecheinleger für den Hybrid-Dachrahmen her. Umspritzt wird er mit einem wärmestabilisierten und glasfaserverstärkten Polyamid 6.

Ebenfalls dem Thema Leichtbau zuzuordnen sind Polycarbonat-Autoverscheibungen. Experten sehen sie kurz vor dem Durchbruch: In den nächsten drei Jahren könnten bereits bis zu 75 000 t Polycarbonat hierfür verarbeitet werden.

Aus diesem Material fertigt der Automobilzulieferer Freeglass GmbH & Co. KG, Schwaikheim, seit mehreren Jahren feststehende Seitenscheiben für diverse Smart-Modelle und neuerdings auch ein 0,8 m² großes Panoramadach in Stückzahlen von jährlich rund 50 000 für den Smart forfour. Gespritzt werden die Glasklarelemente in Expansionsprägetechnik auf Wendeplattenmaschinen des Maschinenbauers Krauss-Maffei Kunststofftechnik GmbH, München (Halle 15, Stand B24). Bei diesem Verfahren wird das Werkzeug über den Einspritzdruck ein wenig geöffnet und anschließend wieder geschlossen. Das führt zu einem geringeren Fließwiderstand der Schmelze, mithin zu minimierten Spannungen. Mit dem Schließen des Werkzeuges wird die Masse geprägt und die Schwindung des Bauteils kompensiert.

Auch die Battenfeld Spritzgießtechnik GmbH, Meinerzhagen (Halle 16, Stand B22), befasst sich mit der Produktion großflächiger Autoverscheibungen und zeigt eine derartige Maschine. Mit der sogenannten IMPmore-Technik lassen sich über 1 m² große Fahrzeugverscheibungen herstellen. „IMP steht dabei für In-Mould-Pressing, ein Spritzprägeverfahren, mit dem sich fast spannungslose Formteile fertigen lassen“, erläutert Geschäftsführer Dr. Fritz Dorner. Präsentiert wird eine entsprechende Anlage, die auf einer Spritzgießmaschine mit 2-Platten-Modul sowie einer speziellen Werkzeugtechnologie mit Klappmechanismus basiert.

Messeschwerpunkt bei der Engel Austria GmbH, Schwertberg/Österreich, ist die Mehrkomponententechnik (Halle 15, Stand C58). Auch hier findet sich ein Exponat zur Fertigung von Polycarbonat-Verscheibungen. Dafür wurden die Zweiplatten-Großmaschinen der Baureihe Duo Combi CS entsprechend modifiziert. So sind die beiden Spritzaggregate horizontal gegenüberliegend angeordnet, und es findet sich ein Drehtischmodul in der Schließeinheit, das in Zwei- oder Vier- Stationen-Ausführung den zentralen Werkzeug-Mittelblock aufnimmt.

Generell steigt die Bedeutung der Mehrkomponententechnik beim Spritzgießprozess, was auch die Exponate zahlreicher weiterer Maschinenbauer deutlich machen. Ursprünglich entwickelt aufgrund optischer Vorzüge, sind heute eher funktionale Gründe wie Hart/Weich-Verbindungen oder leitende/nichtleitende Verbindungen sowie designerische Gründe ausschlaggebend für deren Einsatz. Neben Krauss-Maffei, Battenfeld und Engel steht diese Technik auch bei anderen Spritzgießmaschinenbauern hoch im Kurs, zum Beispiel bei der Arburg GmbH +Co, Loßburg (Halle 13, Stand A 13). Bei dem größten ihrer zehn Messeexponate handelt es sich um eine Maschine in Zwei-Komponenten-Ausführung. Weitere drei Exponate zum Thema Mehrkomponententechnik zeigen die Bedeutung dieser Technik für die Schwarzwälder. Besonders interessant sollen dabei eine Anlage zur Fertigung eines Zwei-Komponenten-Teiles aus LSR (Flüssigsilkon) und einem Thermoplast sein sowie ein Exponat zum Montagespritzgießen.

Auch die Ferromatik Milacron Maschinenbau GmbH, Malterdingen, zeigt auf einer Maxima-Großmaschine die Fertigung eines Drei-Komponenten-Automobilteils in Sandwich-Technik (Halle 15, Stand B05). Dabei handelt es sich um ein Lkw-Radiallüftergehäuse, dessen Mittelschicht aus Regranulat besteht. Die TPE-Dichtlippe wird mit Hilfe eines elektrisch betriebenen Zusatzaggregats angespritzt. Neu vorgestellt wird ferner eine 2K-Maschine mit 1800 kN Schließkraft aus der elektrischen Serie Elektra.

Interessantes zeigt auch die Rohstoffbranche zum Thema Mehrkomponententechnik. Für gute Haftung zwischen chemisch unterschiedlichen Kunststoffen beim Umspritzen oder Verschweißen hat beispielsweise die DuPont GmbH, Bad Homburg, das so genannte Structural Bonding entwickelt (Halle 6, Stand D27). Die Technik basiert auf einer mikroporösen Haftvermittlerschicht, die eine starke physikalische Verankerung zwischen den beteiligten Materialien bewirkt. Erste Anwendungen sind 2K-Teile mit griffig-weichen Oberflächen sowie das Verschweißen von Polyacetalteilen mit der Oberfläche von Polyethylen-Kraftstofftanks.

Bei den Spritzgießmaschinenbauern stehen Systemlösungen und komplette Fertigungszellen im Fokus. So auch bei der Demag Plastics Group, Schwaig, (Halle 15, Stand C05). Unter den acht Exponaten finden sich komplette Lösungen zum In-Mould-Labelling und dem Mikrospritzguss, aber auch Standardmaschinen. Die Anwendungen reichen von Verpackungs- über Medizin- und Elektrotechnik bis hin zum Automobil. Gezeigt wird unter anderem eine neue Großmaschine von Typ Titan mit 11 000 kN Schließkraft. Auf dem mit Zwei-Platten-Schließeinheit und elektrischem Schneckenantrieb ausgestatteten System entsteht eine Schutzabdeckung aus langglasfaserverstärktem Polypropylen für den Automobilbereich. Künftig soll die Baureihe einmal sechs Maschinen mit Schließkräften bis 40 000 kN umfassen.

Eine Premiere verspricht auch der Schweizer Hersteller von Hochleistungs-Spritzgießmaschinen Netstal AG, Näfels (Halle 15, Stand D24): Von der von Grund auf neu konzipierten vollelektrischen Maschinenreihe Elion sollen gleich drei Modelle zu sehen sein. CEO Bernhard Merki: „Das kompromisslos auf den vollelektrischen Antrieb aller Achsen ausgelegte System ist in einer ersten Phase im Schließkraftbereich zwischen 500 und 1750 Kilonewton erhältlich.“ Die Hauptmärkte sieht Merki insbesondere im Segment der technisch anspruchsvollen Kunststoffteile, etwa in den Bereichen Präzisionsspritzguss, Medizin, Elektrotechnik und Automobil. re

Weitere Produktneuheiten zur Messe K finden Sie in unserem Serviceteil auf Seite 65.

Bedeutung der Mehrkomponententechnik nimmt zu

Systemlösungen stehen im Mittelpunkt