Partikelschaum-Verbundspritzgießen als neue Designmethode

Schaum plus Spritzguss ergibt Leichtbau

Durch PVSG hergestellte Spielzeug-Rädchen: Der Reifen ist aus Partikelschaum, die Felge aus Kunststoffspritzguss Bild: Ruch Novaplast
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Das Partikelschaum-Verbundspritzgießen ist eine neue Technologie, bei der ein geschäumtes Formteil im Spritzguss unlösbar mit Kunststoff verbunden wird. Dabei entsteht ein Bauteil ohne Montageaufwand.

Betrachtet durch die Brille der Sandwichfertigung lässt sich das Partikelschaum-Verbundspritzgießen (PFSG) leicht erklären: Auf eine Schaumkomponente wird eine Kunststoff-Deckschicht aufgebracht.

Doch diese Sichtweise hilft nur zur Erklärung, der Bedeutung des neuen Verfahrens wird sie nicht gerecht. Denn bei den Partikelschaum-Rohlingen kann es sich um komplex geformte Teile handeln, die durch Spritzgießen dreidimensional weiter gestaltet werden. Da die Materialgrenzflächen beider Komponenten verschmelzen, entsteht ein Verbund, der sich zerstörungsfrei nicht mehr lösen lässt.
Die so fertigmontierten Bauteile können eine sehr unterschiedliche Mischung all jener Vorteile bieten, die die einzelnen Materialien mit sich bringen: Sie sind leicht, können sehr stabil sein, dämmen, isolieren und dämpfen. Unterschiedliche Material- und Farbkombinationen sind möglich. Und das neue Verfahren zeichnet sich durch hohe Produktivität aus: Zum einen entstehen die leichten Bauteile automatisiert, zum anderen lassen sich etliche Funktionen integrieren und in einer wirtschaftlichen Serienfertigung realisieren.
Die Projektpartner Ruch Novaplast (Partikelschaum), Krallmann (Werkzeugbau) und Arburg (Spritzgießen) sehen daher ein breites Anwendungsfeld für das PVSG, etwa in den Bereichen Leichtbau, E-Mobilität und Dämmung.
Auf der Messe Fakuma demonstrierten die Partner den Prozessablauf auf dem Stand von Arburg am Beispiel einer Spielzeugrädchen-Produktion: Das vertikal eingreifende Robot-System Multilift Select entnimmt Reifen aus expandiertem Polypropylen (EPP) aus einem Puffer und legt sie in das Werkzeug ein. Die Schließeinheit fährt zu und die Felge aus PP wird an das Rad angespritzt. Während des Einspritzens entsteht durch definiertes Aufschmelzen des geschäumten Einlegeteils eine dauerhafte mechanische Verbindung. Die Spritzeinheit arbeitet mit einer 18-mm-Schnecke und offener Düse. Nach dem Auffahren der Schließeinheit entnimmt das Robot-System die Fertigteile, legt neue Räder ein und der Zyklus beginnt von neuem. os
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