Amorphe Metalle erstmals im Polymerverbund

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Auf der K 2019 produziert Engel erstmals 2K-Bauteile aus einem amorphen Metall und Silikon – und das in einer vollautomatisierten Fertigungszelle.

Engel und Heraeus ist es gelungen, bei der Verarbeitung von amorphen Metallen im Spritzguss die Zykluszeit um bis zu 70 % zu reduzieren. Die beiden Systempartner öffnen damit den Metalllegierungen mit ihren ganz besonderen Eigenschaften die Tür zur Großserienproduktion in einem breiten Einsatzfeld.

Für die Herstellung von Zwei-Komponenten-Gehäuse¬demoteilen kombiniert Engel eine Victory 120 AMM mit einer Insert 60V/45 Vertikalspritzgießmaschine. Foto: Engel

Auf der K 2019 präsentiert Engel mit der 2K-Anwendung den nächsten großen Entwicklungsschritt: Engel kombiniert für die Herstellung von Zwei-Komponenten-Gehäuse­demoteilen eine Victory 120 AMM mit einer Insert 60V/45 Vertikalspritzgießmaschine, die mit einem 2-Stationen-Drehteller ausgerüstet ist. Für die vollautomatisierte Fertigung integriert die Produktionszelle sowohl einen Viper Linear- als auch einen Easix Knickarmroboter.

In einem ersten Arbeitsschritt wird zunächst auf der Victory AMM der Gehäusegrundkörper aus einer Zirkonium-basierten Amloy Legierung spritzgegossen. Hierfür entnimmt der Viper Roboter einen Amloy-Rohling aus dem Vereinzeler und übergibt diesen an die Spritzeinheit.

Nach weniger als 70 s ist die Metallkomponente fertig ausgeformt. Der Viper entnimmt das Bauteil und legt es in einem Tray ab. Von dort übernimmt der Easix Knickarmroboter. Er platziert die Amloy Komponente in der unteren Werkzeughälfte auf dem Drehteller der Insert Maschine, wo eine Dichtung aus Flüssigsilikon (LSR) angespritzt wird. Über feine Durchbrüche in der Gehäusefläche füllt die Elastomerkomponente zuverlässig auch die Dichtungsstruktur auf der Bauteilunterseite aus.

Das Werkzeug für den AMM-Prozess wird von Flex, und das für die LSR-Verarbeitung von Starlim Sterner für die K-Messe zur Verfügung gestellt.

Für die Großserie gerüstet

Die live produzierten Demoteile vereinen die Anforderungen portabler elektronischer Geräte mit den neuartigen Eigenschaften der Amloy Materialien. Darüber hinaus eröffnet der Zweikomponentenspritzguss neue Möglichkeiten für die Konstruktion nahezu unzerstörbarer, staub- und wasserdichter und zugleich funkwellenundurchlässiger Gehäuserahmen.

„Vor allem für die Consumer Electronics Industrie eröffnet die vollautomatisierte Hybridfertigung ein großes Potenzial“, betont Dr. Gerhard Dimmler, Leiter Forschung und Entwicklung Produkte von Engel. „Unsere Entwicklungsarbeiten haben bestätigt, dass sich nicht nur mit Silikon, sondern auch mit weiteren Elastomeren und Thermoplasten im Mehrkomponentenspritzguss stabile Verbindungen mit Amloy realisieren lassen.“

Viele amorphe Metalle in der Produktreihe Amloy

In der Produktreihe Amloy sind Legierungen auf Basis von Zirkonium und Kupfer für Großserienanwendungen verfügbar. Legierungen auf Basis von Titan, Eisen und Platin sind in Vorbereitung. Mit dieser Materialvielfalt eröffnen Heraeus und Engel ein besonders breites Einsatzspektrum, von portablen Elektronikgeräten über langlebige Instrumente für die minimalinvasive Chirurgie, stabile Federungen und verschleißfeste Antriebsteile für die Luft- und Raumfahrt und hochwertige Dekorelemente fürs Automobil bis zu abriebfesten Uhrwerkbauteilen.

Amorphe Metalle sind aufgrund ihrer ungeordneten, nicht kristallinen Struktur extrem hart und zugleich hochelastisch. Sie besitzen ein sehr gutes Rückstellverhalten, sind äußerst korrosionsbeständig und gemäß ISO 10993-5 biokompatibel. Mit dieser Kombination von Eigenschaften sind die Legierungen Stahl, Titan und vielen anderen Werkstoffen überlegen.

Neue Spritzgießmaschine Victory AMM

Engel hat die hydraulische Victory AMM Spritzgießmaschine gezielt für die Verarbeitung von Amloy-Materialien entwickelt. Foto: Engel

Für die Verarbeitung amorpher Metalle der Produktreihe Amloy von Heraeus hat Engel auf Basis seiner bewährten hydraulischen und holmlosen Baureihe Victory die neue Spritzgießmaschine Victory AMM – Amorphous Metal Moulding – entwickelt. Sie liefert in sehr kurzen Zykluszeiten einsatzfertige Bauteile mit einer sehr hohen Oberflächenqualität.

sk

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