Polyurethan-Technik Kombination aus IMG und LFI verkürzt Herstellung anspruchvoller Polyurethanteile

Glasfaserversträkte Polyurethanteile können in einem Fertigungsprozess mit tiefgezogenen, genarbten Folienoberflächen versehen werden. Dazu haben Krauss-Maffei und Galvanoform das IMG- und LFI-Verfahren miteinander kombiniert. Eine verkürzte Bauteilherstellung und Kosteneinsparungen sind die Folge.

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Zusammen mit dem Projektpartner Galvanoform hat der Maschinenbauer Krauss-Maffei, München, das LFI-Verfahren mit der In-Mold-Graining-Technik (IMG). Damit lassen sich glasfaserverstärkte Bauteile aus Polyurethan (PUR) mit hochwertigen, strukturierten Oberflächen in einem einzigen Werkzeug herstellen. Anwendungsvereiche für diese Verfahrenskombination werden unter anderem in der Automobilindustrie gesehen: bei der Herstellung von Türverkleidungen, Handschuhkastendeckeln und Instrumententafeln.

Foliennarbung erst beim Tiefziehen

Das In-Mold-Graining ermöglicht bei Folien, während des Tiefziehens optisch anspruchsvolle Strukturen in die Oberfläche einzuarbeiten. Dazu wird die Folie erwärmt und über dem Werkzeug positioniert. Ein Spannrahmen fixiert die Folie, bevor sie negativ tiefgezogen und dabei gleichzeitig genarbt wird. Danach fährt der Spannrahmen zurück und der Mischkopf für das Long Fibre Injection (LFI) sprüht ein Gemisch aus Polyurethan und Glasfasern auf die tiefgezogene „Haut“. Anschließend wird das Werkzeug geschlossen. Nach dem Aushärten wird das fertige Polyurethanteil mit Glasfaserverstärkung und entnommen.

Die Kombination der beiden Verfahren hat laut Krauss-Maffei zahlreiche Vorteile: Zum Beispiel erfolgt das Narben der Folienoberflächen üblicherweise vor dem Tiefziehen. Verformt sich die Folie während des Tiefziehens ungleichmäßig, erhält man einem Verzug der Narbung. Dies schränke die optische Qualität der Bauteiloberfläche ein. Beim IMG-Verfahren tritt dagegen laut dem Spezialisten für PUR-Technik kein Narbungsverzug auf, weil die Prägung der Folienoberfläche erst nach dem Tiefziehen erfolgt. Dies führe zu besonders hoher Oberflächenqualität.

Eine Folie für unterschiedliche Werkzeuge und Dekors

Außerdem reduziert die Kombination aus LFI und IMG die Kosten bei der Fertigung faserverstärkter Bauteile mit anspruchsvollen Oberflächen, ist man bei Krauss-Maffei überzeugt. Die Narbung der Folien vor der Bauteilherstellung entfällt. Trotz einer einzigen Folie als Ausgangsmaterial können unterschiedliche Werkzeuge verwendet und verschiedene Oberflächendekors hergestellt werden.

Das LFI-Verfahren verwendet Glasfaserrovings, die im Vergleich zu Glasfasermatten deutliche Kostenvorteile haben. Der Faseranteil und die Faserlänge können der jeweiligen Anwendung angepasst werden. Eine Variation von Faseranteil und -länge im PUR-Teil ist möglich.

Werkzeugschale durch Galvanisieren hergestellt

Die Verwendung besonderer Werkzeuge beim IMG-Verfahren ist für eine optimale Wiedergabe feinster Oberflächenstrukturen wichtig. Ausgehend vom Belederungsmodell wird nach einem patentierten Galvanisierverfahren eine wenige Millimeter dicke poröse Nickel-Galvanoschale gefertigt und zu einem temperierbaren vakuumfähigen Komplett-Werkzeug ergänzt.

Auf die Fertigung dieser IMG-Werkzeuge hat sich Galvanoform spezialisiert. Der Durchmesser der Mikroporen im so genannten „technisch porösen Nickel“ (TPN) liegt unter 0,15 mm. Anzahl und Dichte der Poren können der Geometrie des zu fertigenden Bauteils angepasst werden.

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