Hybridtechnik Kunststoff-Metall-Verbundtechnik auf der Überholspur

Die Hybridtechnik, also die Kunststoff-Metall-Verbundtechnik, ist auf dem Vormarsch: Ob in der Automobilbranche oder der Elektro- und Elektronik-Industrie, die neue Technik ist nicht mehr aufzuhalten. Denn sie kombiniert die Stärken von Stahl und Kunststoff ganz gezielt.

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Metalle, allen voran Stähle, bieten hohe Elastizität, zudem duktiles Verhalten bei hoher Festigkeit. Deswegen kamen bisher Kunststoffe wegen mechanischer Aspekte oder aus sicherheitstechnischen Gründen vor allem in der Automobilindustrie oftmals nicht zum Zuge. Aufgrund der geforderten Gewichtseinsparung kamen zunehmend dünnere, aber hochfeste Bleche auf den Markt. Parallel dazu entstanden faserverstärkte Kunststoffe, die ebenfalls hohe Stabilität bei geringem Gewicht boten. So lag es auf der Hand, die Eigenschaften beider Werkstoffe zu verknüpfen. Der entstandene Hybridwerkstoff aus Metall plus Kunststoff ist in der Summe den beiden Einzelwerkstoffen überlegen.

Im Gegensatz zur Insert- und Outserttechnik, bei denen immer ein Werkstoff die Oberhand behält, erfüllen bei der Hybridtechnik beide Werkstoffe gleichberechtigt sich ergänzende Aufgaben. So bietet beispielsweise das Metall die hohe Steifigkeit, während der Kunststoff durch seine Rippenstruktur die Gesamtfestigkeit des Bauteiles gewährleistet und gleichzeitig angespritzte Halterungen für andere Bauteile aufweisen kann. Die Gewichtseinsparung einer derartigen Version im Vergleich zu einer reinen Metalllösung liegt bei gleicher Bauteilleistung bei bis zu 40%.

Daher findet man die Hybridtechnik in der Serienfertigung von Front-ends von Pkw, in deren Türen, Querträgern oder in der Pedalerie, um nur einige Beispiele zu nennen. Aber auch die Mechatronik nutzt die Vorteile des Verfahrens, beispielsweise bei dem Herstellen von Steuergeräten oder ABS/ESC- und Sensorgehäusen. Mit ein Grund dafür ist, dass ein solches Bauteil in einem einzigen Arbeitsgang ohne aufwändige Nachbearbeitung entsteht. Zu unterscheiden ist allerdings zwischen Umspritzen und Hinterspritzen von Metallen.

Ein schon lange bekanntes und altbewährtes Verfahren

Beim Umspritzen ergibt sich die Kraftschlüssigkeit dadurch, dass der Kunststoff – häufig Polyamid – durch gezielt geschaffene Durchbrüche fließt und somit das Metall teilweise umschließt. Es ist ein schon lange bekanntes Verfahren, das uns tagtäglich beispielsweise in Flachsteckern von elektrischen Geräten begegnet. Wegen des zunehmenden Anteils an Metall-Kunststoff-Komponenten mit immer komplexeren Geometrien ist das Umspritzen das Verfahren der Wahl: Der weitgehend automatisierte Fertigungsprozess stellt eine gleich bleibende Qualität über einen langen Lebenszyklus sicher.

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