Hinterspritzen von Metallfolien erhöht die Designfreiheit bei Kunststoffteilen

Anbieter zum Thema

Schages GmbH & Co.KG

Renishaw GmbH

item Industrietechnik GmbH

HSR Hochschule für Technik Rapperswil

Bild 6 zeigt den Verlauf des Trennwiderstands für einen Haftvermittlersystem über der Abzugslänge. Der als relevant gekennzeichnete Bereich dient der Auswertung des Trennwiderstands. Es ist zu erkennen, dass der vertiefte Schriftzug, der sich im anschließenden Bereich befindet, zu einer leichten Erhöhung des Trennwiderstands aufgrund der mechanischen Verkrallung führt.

Trennwiderstand sinkt im Angussbereich stark

Das Ergebnis verdeutlicht, dass im Angussbereich der Trennwiderstand stark abfällt, was auf Auswaschungen beim Haftvermittler zurückzuführen ist. Es gibt auch Haftsysteme, bei denen der Effekt gerade entgegengesetzt gerichtet ist. Das heißt: Sie haben eine Trennwiderstand-steigernde Wirkung. Dies kann auf die erhöhte Temperatur im Angussbereich zurückgeführt werden.

In Bild 7 sind einige Ergebnisse der Untersuchungen zusammenfassend dargestellt. Sie zeigen unterschiedliche Trennwiderstände in Abhängigkeit vom Haftvermittler, Metallfolien- und Kunststofftyp. Bislang liegen noch keine Erkenntnisse vor, welcher Trennwiderstand für eine ausreichende Haftung über die Gebrauchsdauer mindestens erreicht werden muss. Dies hängt wahrscheinlich von der jeweiligen Bauteilanwendung ab und ist daher in Zusammenarbeit mit Industriepartnern anhand der jeweiligen Pflichtenhefte zu untersuchen.

Oberflächenstrukturierung während des Hinterspritzens

Wie bereits erwähnt, ermöglichen dünne Metallfolien bis etwa 300 µm, durch den Spritzdruck Werkzeugstrukturen direkt im Spritzgießprozess abzuformen. Dadurch können kostengünstig Schriftzüge und Designelemente im Bauteil ohne Nachfolgeprozesse wie Ätzen oder Prägen, realisiert werden. Bild 8 zeigt beispielhaft einfache Demonstrationsteile des IWK mit unterschiedlichem Oberflächendesign.

Bei der Entwicklung der Designstrukturen ist zu beachten, dass der Einspritzdruck vom Anguss bis zur Fliessfront stetig abnimmt. Dies kann je nach Strukturtiefe und -breite zu ungleichmäßiger Abformung führen, weil in angussfernen Bereichen der Spritzdruck zur Ausformung nicht mehr ausreicht. Daher ist bei der Werkzeugauslegung das Fliessweg-Wanddicken-Verhältnis des verwendeten Kunststoffs zu berücksichtigen.

Nur eingeschränkter Spielraum für Strukturen des Kunststoffteils

Außerdem dürfen die Strukturen nicht zu scharfkantig, zu hoch oder zu tief sein. Ist das der Fall, kann der Schutzlack oder sogar die Metallfolie reißen. Diese teilweise nicht sichtbaren Risse sind potenzielle Schwachstellen für einen Korrosionsangriff. Aktuelle Untersuchungen am IWK sollen dazu dienen, Auslegungsrichtlinien für erhabene und vertiefte Strukturen zu erarbeiten. Dazu dient das in Bild 9 dargestellte Versuchsteil mit dem Logo der Hochschule Rapperswil.

(ID:286233)