Technische Teile Spritzgießen profitiert vom Trend zu Hochtemperatur-Thermoplasten

Von der Metallsubstitution zugunsten der Hochtemperatur-Thermoplaste profitiert das Spritzgießen. Ein Grund dafür liegt in der Freiheit der Bauteilgestaltung, ein anderer im hohen Rationalisierungsgrad. Im Vergleich zum Metall-Druckgießen werden oft mechanische Fertigungsschritte eingespart. Ach beim Spritzgießen von Verbundteilen aus Metall und Kunststoff ist der Automatisierungsgrad hoch.

Anbieter zum Thema

GGB Heilbronn GmbH

Schages GmbH & Co.KG

item Industrietechnik GmbH

Gema-Technik GmbH

Thermoplastische Kunststoffe werden sowohl im Bezug auf die Temperaturbeständigkeit als auch hinsichtlich der Festigkeit ständig weiterentwickelt. Das Ergebnis ist eine zunehmende Werkstoffsubstitution auf Kosten der Metalle. So werden immer mehr Bauteile, die ursprünglich nur als Metallausführung denkbar waren, aus Kunststoff oder als Metall-Kunststoff-Kombination hergestellt.

Die ersten ernsthaften Ansätze dazu kamen bei der Gema-Technik GmbH, Bad Aibling, schon Anfang der achtziger Jahre zum Tragen. Damals ging es darum, diverse Bauteile aus Aluminium-Druckguss durch eine spritzgegossene Thermoplastlösung zu ersetzen. Die Vorteile des Spritzgießens liegen auf der Hand: Eine Druckgussform für Aluminiumteile hat eine deutlich kürzere Standzeit im Vergleich zu einer entsprechenden Hochleistungs-Spritzgießform für technische Teile. Die Ausbringrate ist etwa fünf- bis achtfach größer, bevor die Spritzgießform einer Überarbeitung der strapazierten Verschleißzonen bedarf.

Bezüglich der Konturgenauigkeit sind Aluminium-Druckgussformen nur selten ohne mechanische Nachbearbeitung der Teile einsetzbar. Aufgrund der geforderten Toleranzen und Oberflächengüten ist die Anwendung des Aluminium-Druckgießens ohne mechanische Nachbearbeitung praktisch nicht möglich.

Substitution von Gussteilen spart Fertigungsschritte ein

Die Vorteile lassen sich zum Beispiel anhand eines Wasser-Anschlussstutzens verdeutlichen (Bild 1). Als Aluminiumteil ausgeführt ist eine komplette mechanische Innenbearbeitung erforderlich, bestehend aus dem Fräsen der Auflagefläche, dem Drehen des Dichtsitzes für den radialen dichtenden O-Ring, dem Drehen des Gewindes für das Messing-Innenbauteil sowie dem Bohren der beiden Befestigungslöcher zur Verschraubung des Teiles am zugehörigen Flansch. Das Vergleichs-Gegenstück ist ein Bauteil, das aus Polyamid 6.6 mit Glasfaserverstärkung spritzgegossen wird.

Bei diesem Bauteil entsteht die komplette Kontur, inklusive Dichtsitz und Innengewinde, automatisch in einer Zweifach-Spritzgießform. Der Nachteil des „Wegfließens“ des Kunststoffs aufgrund der Presskräfte beim Verschrauben wird durch das Einlegen von zwei Messing-Abstützbuchsen in die Form umgangen. Die beiden Buchsen werden in der Form mit dem Polyamid umspritzt.

Ein ähnlicher Substitutionseffekt wurde im Bereich der Elektrogeräte erzielt. Bei diesem Beispiel geht es um das Umspritzen von Kugellagern zur Verwendung der Teile als Lagerflansch in unterschiedlichen Anwendungen (Bild 2). Auch in diesem Fall wurde ein über viele Jahre schon im Einsatz befindliches Aluminium-Druckgussteil ersetzt. Die mechanische Bearbeitung und Montage sind bei diesem Metallteil noch um einige Stufen aufwändiger als beim Wasseranschlussstutzen, weil sowohl der Dichtsitz zur Abdichtung des Flansches am zugehörigen Gehäuse als auch der Lagersitz – inklusive Einstich für den Seegering – spanend eingebracht werden muss. Am fertig bearbeiteten Rohteil wird dann das Kugellager eingepresst, der Seegering montiert und das Kugellager durch axiales Verstemmen an bestimmten, dafür vorgesehenen Konturen in seiner Position justiert.

(ID:267176)