Kunststoffscheiben für Durchblick bei rauen Arbeitsbedingungen

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Größte technische Herausforderung war die starke dreidimensionale Krümmung der Frontscheiben-Oberfläche und damit verbunden die Wahl eines geeigneten Prozesstemperatur-Taktzeitoptimums bei der thermischen Umformung des Polycarbonats, denn zu hohe Temperaturen würden die optischen Eigenschaften der Platten aufgrund der hohen Plastizität des Werkstoffs beeinträchtigen.

Spannungen in der Kunststoffscheibe nach dem Umformen vermeiden

Zu niedrige Temperaturen, zu kurze Kühlzeiten oder sogar zugluftbedingte Temperaturgradienten über den Scheibenquerschnitt können während und nach dem Umformschritt Spannungen in den Werkstoff eintragen. Bereits Unterschiede in der Verweildauer im Bereich weniger Minuten können zum Verzug des Werkstoffs führen.

Selbst der Feuchtigkeitsgehalt des Kunststoffs muss genau kontrolliert werden, weil im Einbrennschritt verdampfendes Wasser die optische Qualität des Produkts beeinträchtigen würde. Auch für das geometrieangepasste Befluten der bis zu 1576 mm × 1128 mm großen PC-Scheiben mussten zunächst geeignete Verfahren entwickelt werden.

Optische Verzerrung der Kunststoffscheiben nur minimal

Die KRD-Gruppe verfügt dazu über erhebliches Know-how, etwa zur gezielten Anpassung der Fließeigenschaften von Siloxanlacken, auch aus fremder Produktion. Die Einhaltung der geforderten Dioptrienwerte zur Bewertung der Durchsichtverzerrung wird am Endprodukt durch aufwendige Tests sichergestellt.

In der Regel werden die optischen Eigenschaften der von Bayer Sheet Europe gelieferten PC-Platten nur minimal beeinflusst (Bild 5); die im Lastenheft geforderten Grenzwerte der optischen Verzerrung von 0,06 dpt (Dioptrien) werden trotz des aufwendigen Umform- und Beschichtungsverfahrens deutlich unterschritten. Damit ist sichergestellt, dass die Aufmerksamkeit des Fahrers nicht durch Schlieren beeinträchtigt ist. Dennoch ist die PC-Verscheibung der Fahrerkabine nun wirksam gegen allerlei abrasive Beeinträchtigungen gefeit.

Viele technische Vorbehalte sind in der Praxis nicht mehr haltbar

Die Verscheibung der neuen Modelle der Harvester-E-Serie von John Deere zeigt: Viele der Vorbehalte, die den transparenten Kunststoffen als Glasalternative entgegengebracht werden, sind im Lichte der technischen Realität nicht mehr zu halten. Polysiloxanlacke verleihen auch weichen Kunststoffen eine hohe, glasähnliche Abriebfestigkeit und eine UV-Beständigkeit, die der raue Arbeitsalltag ihnen abfordert.

Auch komplexe Geometrien sind längst unproblematisch. So sind aufgrund des bei der KRD-Gruppe über Jahrzehnte erarbeiteten Umform- und Beschichtungs-Know-hows auch Stückzahlen in der Größenordnung von einigen Tausend pro Jahr ohne Weiteres wirtschaftlich.

Kunststoff bietet noch viele Möglichkeiten als Glasersatz

Dabei sind selbst bei dem aktuellen, couragierten Projekt die Möglichkeiten abriebfest beschichteter transparenter Kunststoffe etwa in Sachen Funktionsintegration und Designfreiheit noch nicht ausgeschöpft. Derzeit steht bei Anwendungen noch die im Vergleich zu Glas gesteigerte Bruchsicherheit des Polycarbonats im Fokus, die über geeignete Mehrschichtaufbauten im Vergleich zu PC-Monoscheiben sogar noch einmal gesteigert werden kann.

* Dr. Anne Ramlow leitet die Abteilung Lackentwicklung bei der KRD Coatings GmbH und Denni Hinrichsen ist Produktionsleiter bei der KRD Sicherheitstechnik GmbH, 21502 Geesthacht

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