Spritzgießen Integrierte Elektronik durch günstige Prozesse

Bauteile für den Elektro- und Elektronikbereich werden komplexer und beinhalten oft diverse Funktionen. Viele Hersteller fragen deshalb nach Verfahren, um den Marktanforderungen möglichst wirtschaftlich zu begegnen. Mit einem neuen Metall/Kunststoff-Spritzgießen öffnet sich vielleicht so mancher neue Weg zum Ziel.

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SAB Bröckskes GmbH & Co KG

GGB Heilbronn GmbH

trivid GmbH

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

Mit dem integrierten Metall/Kunststoff-Spritzgießen (IMKS) steht dem Kunststoffverarbeiter ein neu entwickeltes Verfahren zur Verfügung, das die Herstellung komplexer Kunststoffbauteile mit integrierten metallischen Leiterbahnen mittels Einstufenprozess ermöglicht. Die hohe Integrationstiefe und die nachbearbeitungsfreie Fertigung bieten im Vergleich zu gängigen Verfahren interessante wirtschaftliche und technologische Alternativen zur Herstellung von Elektro- und Elektronikbauteilen (Bild 1).

Die üblichen Mehrstufenprozesse bergen ihre Nachteile

Elektrisch leitfähige Kunststoffbauteile sind heute in zahlreichen zukunftsträchtigen Schlüsselbranchen, wie der Automobilindustrie, der Informations-, Automatisierungs- und Medizintechnik sowie der Luft- und Raumfahrt, etabliert. Mit der zunehmenden Zahl an Anwendungen sind ebenfalls zahlreiche Fertigungsverfahren entwickelt worden, die eine Integration elektrisch leitfähiger, meist metallischer Bereiche in Kunststoffbauteile ermöglichen. Etablierte Prozesse, wie das nachträgliche Metallisieren von spritzgegossenen Kunststoffbauteilen oder das Umspritzen von zuvor durch Stanzen und Biegen hergestellten metallischen Einlegeteilen, laufen trotz stetiger Optimierungen in mehreren, sequenziell aufeinanderfolgenden kosten- und zeitintensiven Fertigungsschritten ab. Aufgrund bestehender Limitationen in der Produktivität aktueller Herstellprozesse für elektrisch leitfähige Kunststoffbauteile kommt daher neben einer kontinuierlichen Weiterentwicklung bestehender Produktionstechnik der Entwicklung neuartiger Fertigungskonzepte eine besondere Bedeutung zu.

Eine erfolgversprechende Möglichkeit, um bestehende Prozesse und Produkte weiterzu entwickeln sowie neue Produktideen umzusetzen, ist die Integration und Kombination bekannter Verfahren mit dem Ziel, zu einem Einstufenprozess zu kommen. Demgemäß wird beim IMKS die in der Kunststoffverarbeitung etablierte Mehrkomponententechnik als Basis genutzt, um die Prozesse Kunststoffspritzgießen und Metall-Druckgießen zu einem integrierten Prozess auf einer Maschine zu vereinen. Mittels IMKS können so auf einen im ersten Schritt hergestellten Kunststoffträger Leiterbahnen aus einer niedrig schmelzenden Metalllegierung aufgespritzt werden.

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