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Spritzgießen

Hinterspritzen von Metallfolien erhöht die Designfreiheit bei Kunststoffteilen

03.02.2009 | Autor / Redakteur: Frank Ehrig / Josef-Martin Kraus

Hinterspritzte Metallfolien verleihen Kunststoffteilen einen metallischen Look und einen Cool-Touch-Effekt. Sogar strukturierte Bauteiloberflächen sind damit möglich. Bild: IWK
Hinterspritzte Metallfolien verleihen Kunststoffteilen einen metallischen Look und einen Cool-Touch-Effekt. Sogar strukturierte Bauteiloberflächen sind damit möglich. Bild: IWK

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Die Hybridtechnik als Verbindung von Kunststoff- und Metallkomponenten für Strukturteile lässt sich auf dekorative Anwendungen übertragen. Ein Fertigungsansatz ist dabei das Hinterspritzen von Metallfolien, besonders bei zusätzlicher Integration von Funktionselementen in den Folienträger oder weiterer Fertigungsschritte in den Spritzgießprozess.

Zur Steigerung der Marktattraktivität von Produkten, beispielsweise für die Elektro-, Haushalts- und Automobilindustrie, geht der Trend zum individuellen Design und zu mehr Exklusivität. Dabei bieten Kunststoffteile aufgrund der großen Gestaltungsfreiheit, der Möglichkeit zur Massenproduktion sowie der Integration zusätzlicher Funktionselemente wirtschaftliche Vorteile.

Diese Vorteile führen teilweise zu einer Werkstoffsubstitution, zum Beispiel von Metallen. Dazu müssen Kunststoffteile jedoch die gesteigerten Anforderungen hinsichtlich Haptik und Optik erfüllen [1].

Um das zu erreichen, werden vermehrt Oberflächenveredelungsprozesse angewendet und hochwertige Dekormaterialien eingesetzt. Etablierte Veredelungsverfahren sind zum Beispiel das Bedrucken, Lackieren sowie Cubic-Printing. Für eine Metalloptik kommen auch das Galvanisieren, das Heißprägen sowie das Hinterspritzen von Kunststofffolien in Betracht.

Metallisches Aussehen für Kunststoffteile

Diese Verfahren erzeugen Oberflächen mit metallischer Optik, die sich von Metallteilen kaum noch unterscheidet. Allerdings ist es nicht möglich, das Empfinden einer metallischen Haptik, den sogenannten Cool-Touch-Effekt, zu erreichen.

Unter dem Cool-Touch-Effekt versteht man die bei der Berührung von Körpern empfundene Kältewirkung. Die Ursache dieses Effekts liegt in der Berührung (Kontakt), die Wirkungsweise basiert auf dem Kälteempfinden (psychologisch). Physikalisch betrachtet, lässt sich dieser Effekt durch die beim Berühren zweier Körper vorliegende Kontakttemperatur begründen.

Metallisches Gefühl beim Anfassen nur schwer mit Kunststoff erreichbar

Zur Erzielung eines metallisch, kalten Gefühls muss die Wärme über das Oberflächendekor schnell abgeführt werden. Die entscheidenden Einflussfaktoren sind dabei die thermischen Eigenschaften des Dekors, die Dekordicke sowie der Wärmeübergang vom Menschen zur Bauteiloberfläche.

Kunststoffe haben in der Regel eine niedrige Wärmeleitfähigkeit, so dass sich Veredelungsverfahren wie das Hinterspritzen von Kunststofffolien, das Bedrucken oder Lackieren ausschließen lassen. Näher betrachtet wurde daher der Einfluss einer metallischen Oberfläche.

Im Rahmen einer einfachen FEM-Betrachtung wurden der Einfluss der thermischen Eigenschaften sowie die Dekordicke analysiert (Bild 1). Die Ergebnisse sind in Bild 2 (siehe Bildergalerie) dargestellt. Sie zeigen, warum für einen Cool Touch-Effekt eine bestimmte Metallschichtdicke erforderlich ist.

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