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23.07.2020
A - Maschinen
InMould-Plasma®
Aktuell ist ein starker Trend zu beobachten, die Bauteilfunktionalität zu erhöhen, bei gleichzeitiger Nachfrage nach effizienteren Fertigungsverfahren. Dies bringt das Mehrkomponentenspritzgießen immer mehr in den Vordergrund des Interesses. Doch nicht alle Werkstoffe sind beliebig miteinander kombinierbar, was die Realisierung der gewünschten Eigenschaften einschränkt.
Durch den Einsatz von Plasmatechnologie bietet sich die Möglichkeit, konventionell nur schwer zusammen verarbeitbare Werkstoffe mit hoher Haftfestigkeit miteinander zu verbinden. Dafür muss jedoch eine grundsätzliche Materialkompatibilität bestehen. Mit dem neuen InMould-Plasma® wird das Werkstoff-Spektrum erweitert und gleichzeitig das Fertigungsverfahren rationalisiert. Besonders geeignet ist das Verfahren für Mehrkomponentenbauteile mit Hart-/Weichkombinationen wie Deckeln mit direkt angespritzter Dichtung.
Das InMould-Plasma® verwendet klassische Atmosphärendruck (AD) Plasmatechnologie, integriert die Plasmabehandlung jedoch direkt in das Spritzgießwerkzeug. Hierzu wird eine Plasmadüse kavitätsnah an das Spritzgießwerkzeug angeflanscht. Im Falle eines Thermoplast-Deckels mit direkt angespritzter Elastomerdichtung kann die Fertigung beispielsweise in einem 3-Stationen-Drehtellerwerkzeug erfolgen. In der ersten Station wird der Deckel gespritzt und nachfolgend in die zweite Station gedreht. In dieser ist oberhalb der zu behandelnden Deckelbasis in der Kavität ein Bereich freigestellt, der im geschlossenen Werkzeugzustand mit Plasma, einem angeregten Prozessgas, überströmt wird. Dabei überträgt das Plasma seine Aktivität auf die Kunststoffoberfläche indem reaktive Bestandteile chemisch in die Oberfläche eingebunden werden. In der dritten Werkzeugstation wird auf diesen aktivierten Bereich die Elastomerdichtung aufgespritzt, die sich aufgrund der Aktivierung mit hoher Haftfestigkeit mit der Thermoplastbasis verbinden kann. Da die Plasmabehandlung nur Sekunden dauert, ist sie nicht zykluszeitbestimmend.
Die Anwendung des InMould-Plasma®s ermöglicht somit das Mehrkomponenten-Spritzgießen mit konventionell inkompatiblen Werkstoffen. An erster Stelle sind dabei Kombinationen aus Thermoplastischem Polyurethan (TPU) und Polypropylen (PP) zu nennen, die ohne eine Plasmaaktivierung beim 2K-Spritzgießen keine nennenswerte Haftfestigkeit aufweisen. Andere Elastomere wie Thermoplastische Styrol-Blockcopolymere (TPS) lassen sich mit Polybutylenterephthalat (PBT), Polymethylmethacrylat (PMMA) und Polycarbonat (PC) zu technisch relevanten Haftfestigkeiten verbinden. Der Vorteil von TPUs liegt in ihrer guten Kratz- und Ölbeständigkeit und verfahrenstechnisch in ihrer geringen Schmelzeviskosität, verbunden mit einer guten Abformgenauigkeit. Damit eröffnen sich für InMould-Plasma® zahlreiche Anwendungsgebiete von mit TPU weich ausgestatteten Verkleidungen im Automobilinnenraum, über Deckeln mit Dichtung bis hin zu Handgriffen und Schuhsohlen.