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Spritzgießen mit dünnflüssigen Vorprodukten

Insitu-Polymerisation für thermoplastische Composites
Engel-Reaktivaggregat jetzt in zwei Baugrößen

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Auf die Anlagentechnik kommt es ebenso an wie auf die ausgefeilte Chemie: Engel hat für die Insitu-Polymerisation ein zweites, kompaktes Reaktivaggregat entwickelt. Bild: Engel
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Die Insitu-Polymerisation bietet neue Chancen für leichte Composites: Das dünnflüssige Vorprodukt umspült die trockenen Fasertextilien im Spritzgießwerkzeug und polymerisiert dann zur Thermoplast-Matrix. Engel hat jetzt ein zweites Reaktivaggregat auf den Markt gebracht.

Das neue Reaktivaggregat von Engel Austria deckt ein Matrixvolumen von 10 bis 600 cm³ ab und eignet sich besonders für Technikumsanlagen. Es ergänzt das größere Aggregat mit Matrixvolumina bis 1500 cm³. Beide Aggregate integrieren die komplette Medienversorgung, bauen kompakt und lassen sich mit Engel-Spritzgießmaschinen aller Baureihen kombinieren.

Bei der Insitu-Polymerisation, einem thermoplastischen RTM-Verfahren, werden vorgeformte, trockene Faserpreforms in der Werkzeugkavität mit der reaktiven Matrix infiltriert. Durch die niedrige Viskosität des aufgeschmolzenen ε-Caprolactams werden die trockenen Fasern sehr gut benetzt. Beim Polymerisieren zu Polyamid 6 entsteht dann ein hoch belastbarer Verbund, der sich unmittelbar anschließend im selben Prozess durch Spritzgießen funktionalisieren lässt.

Als Antrieb haben sich laut Engel servoelektrische Injektionskolben bewährt, die für ein „absolut synchrones Einspritzen“ der beiden Reaktivkomponenten sorgen und somit für präzise Dosierung und geringe Verweildauer. Eine thermische Schädigung des Materials werde so unterbunden. Neu sind magnetgekuppelte Förderschnecken. Sie führen die festen Reaktivkomponenten zu und schützen durch ihre berührungslose Arbeitsweise vor Verschleißpartikeln. Dazu trägt auch bei, dass der Feststoff kontinuierlich und weitestgehend unabhängig vom Einspritzvorgang zudosiert und aufgeschmolzen wird. Bis auf den Moment der Materialübergabe bleiben die Feststoffbevorratung und -förderung von der Aufschmelzzone thermisch und räumlich strikt getrennt, teilt Engel mit.

Thermoplastische Composites sind recycelbar

Das Einsatzspektrum der Insitu-Polymerisation reicht von kleinen Bauteilen mit dünnen Wanddicken bis zu großflächigen hochbelasteten Strukturbauteilen im automobilen Leichtbau, in der Automobilelektronik, im technischen Spritzguss und im Sportgerätebau. Beim Umspritzen von Metalleinlegern oder Kabeln in sehr kleinen Strukturen kann die Insitu-Polymerisation auch ohne Faserverstärkung vorteilhaft im Vergleich zu anderen Verfahren sein.

Der Trend zu thermoplastischen Composites rückt die Technologie verstärkt in den Fokus der Leichtbauentwickler. Die thermoplastische Materialbasis steigert die Effizienz der Verarbeitungsprozesse und bereitet einem Recycling von Composite-Bauteilen den Weg. Im eigenen Technikum arbeitet Engel mit der Johannes Kepler Universität in Linz und dem Werkzeugbauunternehmen Schöfer kontinuierlich an einer Weiterentwicklung der Technologie, so die Angaben. (os)



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