Mehrkomponenten-Spritzgießen Hybridteile für die Elektronik auf einer Spritzgießmaschine herstellbar

Wird beim Mehrkomponenten-Spritzgießen die zweite Kunststoffkomponente durch Metall ersetzt, ist die Herstellung geometrisch komplexer Hybridteile mit elektrischen Leiterbahnen auf einer Maschine möglich. Das zeigt ein Projekt mit Spritzgießmaschine und Seiten-Aggregat zum Metalldruckgießen.

Anbieter zum Thema

GGB Heilbronn GmbH

Schages GmbH & Co.KG

Mikron Switzerland AG, Division Tool

Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der Rheinisch-Westf. TH Aachen

Ferromatik Milacron GmbH

Standen in der Vergangenheit die Ingenieurwerkstoffe Metall und Kunststoff in Konkurrenz zueinander, so hat die Hybridtechnik zum Ziel, Bauteile aus beiden Werkstoffen herzustellen und so die Vorteile von Metall und Kunststoff miteinander zu kombinieren. Auf diese Weise lässt sich zum Beispiel das Funktionsspektrum von Kunststoffteilen durch Integration elektrisch hoch leitfähiger, metallischer Bereiche erweitern.

Vielfältige Anwendungen ergeben sich in den Bereichen Elektronik und Elektrotechnik sowie im Automobilsektor, etwa bei Steckverbindungen oder Bauteilen mit definierten Leitfähigkeitsbereichen, unter anderem in Steuergeräten. Die Bauteile können heute je nach Design und Funktion in unterschiedlichen Verfahren hergestellt werden (Bild 1 – siehe Bildergalerie).

Leitfähige Kunststoff-Metall-Bauteile benötigen kosten- und zeitintensive Fertigung

Obgleich diese Verfahren heutzutage zur Herstellung elektrisch leitfähiger Kunststoff-Metall-Bauteile angewendet werden, haben sie Nachteile. So ist eine Vielzahl von kosten- und zeitintensiven Fertigungsschritten erforderlich, etwa Stanzen, Biegen und Prägen.

Dazu kommen Einschränkungen hinsichtlich der Bauteilkomplexität. Ferner sind häufig teure Fertigungsschritte wie Galvanisieren oder Laserstrukturieren nötig, um auf Kunststoffteilen nachträglich elektrisch leitfähige Schichten zu erzeugen.

Darüber hinaus unterliegen elektrisch leitfähige Kunststoffe bei der Bauteilherstellung zahlreichen Limitationen. Zum Beispiel haben sie häufig eine schlechte Verarbeitbarkeit aufgrund eines ungünstigen Schmelzefließverhaltens.

Minimierung der Leiterbahnen bisher nur begrenzt möglich

Diese Tatsache beschränkt die Minimierung des realisierbaren Leiterbahnquerschnitts. Außerdem ist die elektrische Leitfähigkeit der Kunststoff-Compounds im Vergleich zu reinen Metallen geringer.

Zur Beseitigung dieser Schwächen wird im Rahmen des Exzellenzclusters „Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer“ eine effizientere Prozesskette zur Herstellung elektrisch leitfähiger Kunststoff-Metall-Bauteile entwickelt.

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