Verbundspritzguss: Partikelschaum lässt sich überspritzen

Partikelschaum mit glatter Oberfläche

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Die Verbundbauteile aus Partikelschaum und Thermoplast sind leicht und bieten zugleich Montage- und Befestigungsmöglichkeiten. Bild: Krallmann
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Wegen ihrer porigen Oberfläche hat die Automobilindustrie stets einen Bogen um Partikelschäume gemacht. Doch es gibt ein Verfahren, das Partikelschaum und Thermoplast verbindet.

Jörg Tilmes
Geschäftsführer der Heinze Gruppe, Herford

Partikelschäume wie EPP oder EPS haben im Vergleich zu anderen Polymeren bis zu 90 % weniger Gewicht, wurden bislang aber nicht als ernsthafte Alternative wahrgenommen, da sich an ihrer porigen Oberfläche nichts belastbar befestigen lässt. Doch es gibt längst eine Lösung für dieses Problem: Die Heinze Gruppe hat bereits 2010 ein Partikelschaum-Verbundspritzgieß-Verfahren (PVSG) entwickelt, mit dem sich Partikelschaum und Thermoplast stoffschlüssig verbinden lassen. Diese Mehrkomponentenbauteile zeichnen sich durch die Vorteile beider Materialtypen aus: Neben einem geringen Raumgewicht sowie einer guten Wärmedämmung und Energieabsorption verfügen sie über funktionale Oberflächen mit vielfältigen Montage- und Befestigungsmöglichkeiten. Somit ist das Material bestens für den Automobil-Leichtbau geeignet und kommt beispielsweise für die Herstellung von Gehäusebauteilen in Frage.

Die durch das PVSG entstandenen Bauteile besitzen die Vorteile beider Materialgruppen – Partikelschaum und Thermoplast. „Die Idee war es, Komponenten herzustellen, die überwiegend aus Partikelschaum bestehen, um die notwendige Gewichtseinsparung zu erzielen“, so Ingo Brexeler, Geschäftsführer der zur Heinze Gruppe gehörigen Krallmann GmbH (Halle 13, Stand D39). „Nur dort, wo etwas befestigt werden muss, sollte das Bauteil aus Thermoplast sein. Voraussetzung: Die Werkstoffe mussten aus dem gleichen Grundstoff bestehen und sich gut verbinden lassen.“

Nur die oberste Schicht wird angeschmolzen

Bei dem Verfahren werden die produzierten Schaumteile in einem zweiten Schritt ganz oder an den benötigten Stellen mit Thermoplast überspritzt. Dabei wird lediglich die oberste Schicht das Schaumteils angeschmolzen, sodass sich beide Komponenten stoffschlüssig miteinander verbinden. Um diese Prozesse möglichst effizient zu gestalten, wurde eine eigene Verarbeitungsmaschine für Partikelschaum entwickelt, die – im Unterschied zu Schaumautomaten – nicht mehr ausschließlich mit Wasserdampf, sondern mit einer Rückkühlanlage und Temperiergeräten betrieben wird. Zudem wurde sie so designt, dass sie sich mit den gebräuchlichen Spritzgussmaschinen koppeln lässt. „Das hat den Vorteil, dass sich in unserer Spritzgießerei Schäumen und Spritzen direkt nebeneinander ausführen lassen“, erklärt Brexeler. „Damit können wir das Schwingungsverhalten von Schaum und Thermoplast zeitgleich einstellen.“

Außerdem ermöglicht die Maschine dem Kunststoffverarbeiter, die gesamte Wertschöpfungskette inhouse durchzuführen: „Wir können jetzt einfach unser Granulat kaufen, dann schäumen und diese Teile anschließend überspritzen oder mit dem gespritzten Teil verrasten.“ Der Schaumautomatenhersteller Kurtz Ersa baut solche Anlagen unter dem Namen Thermo Foamer.

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