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Spritzgießen

Mediendichtes Umspritzen von Metallteilen ohne Haftvermittler

| Autor/ Redakteur: Marius Fedler und Timo Schulz / Josef-Martin Kraus

Das Umspritzen von Metallteilen lässt sich wirtschaftlich verbessern, indem auf Haftvermittler verzichtet wird. Der erste Schritt dazu liegt in der richtigen Kunststoffauswahl. Bei optimierter Prozessführung ermöglicht das Umspritzen mit Kunststoff eine so hohe Dichtigkeit des Verbunds, dass Bauteilstress nicht zu einer lokalen Werkstofftrennung führt.

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Trotz Forderung nach erhöhter Dichtigkeit des Metall-Kunststoff-Verbunds kann zum Um- spritzen eines Stanzgitters aus Kupfer auf Haftvermittler verzichtet werden. Bild: Kunststoff-Institut
Trotz Forderung nach erhöhter Dichtigkeit des Metall-Kunststoff-Verbunds kann zum Um- spritzen eines Stanzgitters aus Kupfer auf Haftvermittler verzichtet werden. Bild: Kunststoff-Institut
( Archiv: Vogel Business Media )

Die Kombination von Kunststoffen und Metallen beim Spritzgießen ist heute Stand der Technik. Diese Werkstoffkombination findet man beispielsweise bei Strukturteilen und Steckersystemen. Für die Herstellung der Kunststoff-Metall-Hybridteile wurden unter anderem bereits Möglichkeiten zur Vermeidung der Gratbildung erarbeitet. Allerdings wird immer häufiger auch eine Mediendichtigkeit an den Schnittstellen zwischen Metall und Kunststoff gefordert, um die Funktion der Hybridteile über deren gesamte Lebensdauer zu gewährleisten.

Komplexität der Baugruppe steigt durch Mehrfachsicherung oder Mehrfachabdichtung

Diese Forderung wird heute oftmals nach dem Hosenträgerprinzip erfüllt: durch Mehrfachsicherung oder Mehrfachabdichtung. Dabei steigen jedoch Teilevielfalt, Materialbedarf und Komplexität der Baugruppe. Einfacher ist dagegen das direkte Umspritzen metallischer Einlegeteile mit thermoplastischen Kunststoffen inklusive der Erzeugung einer mediendichten Verbindung zwischen Werkstoffen, die chemisch keine Affinität zueinander haben. Daher kann es beim direkten Umspritzen der Metallteile zu einer Spaltbildung kommen, die aufgrund der Kapillarwirkung zu einem Eindringen eines Mediums führt. Die Folge ist ein Ausfall des Bauteils, der Baugruppe oder gar des Gesamtprodukts.

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Verwendung von Haftvermittler wirtschaftlich nicht optimal

Um das zu vermeiden, werden heute üblicherweise Haftvermittler auf das Metallteil aufgebracht, die zu einer Steigerung der Dichtigkeit des Kunststoff-Metall-Verbunds führen. Aus wirtschaftlicher Sicht ist das nicht optimal. Daher ist es das Ziel beim Umspritzen metallischer Einlegeteile, auf die meist kostenintensive Applikation von Haftvermittlern zu verzichten und eine Steigerung der Dichtigkeit allein durch die Auswahl des umspritzenden Kunststoffs zu ermöglichen.

Genau diesem Ziel hat sich das Verbundprojekt „Umspritzen von Metallteilen“ gewidmet, das zwei Jahre lang vom Kunststoff-Institut Lüdenscheid durchgeführt und von 38 Unternehmen unterstützt wurde. Im Rahmen dieses Projekts wurden Maßnahmen entwickelt, anhand derer die Projektteilnehmer Rückschlüsse auf eigene Prozesse und Produkte ziehen konnten.

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