Gewichtskonstanz auch bei duroplastischen Bauteilen

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Krauss Maffei bietet die Funktion APC Plus für Spritzgießmaschinen nun auch für Duroplaste an. Der Automobilzulieferer Baumgarten nutzt sie bereits.

Sie sind anspruchsvoll in der Verarbeitung, aber der ideale Werkstoff für Bauteile, die unter massiven Bedingungen langfristig dimensionsstabil bleiben müssen: rieselfähige Duroplaste. Zum Einsatz kommen sie zum Beispiel bei Bremskolben und Komponenten für Ölpumpen. Diese haben viel auszuhalten: Temperaturen bis 400 °C und aggressive Medien dürfen ihre Funktionstüchtigkeit nicht beeinträchtigen. Die Toleranz liegt teilweise bei nur 10 μm – für die gesamte Fahrzeuglebensdauer. Faserverstärkte Duroplaste sind das ideale Material für die hochkomplexen technischen Teile, stellen aber besondere Ansprüche an die Verarbeitung. So muss ohne Rückstromsperre gearbeitet werden, weil die Vernetzung teilweise schon in der Schnecke stattfindet, außerdem sind Chargen-Schwankungen ausgeprägter als bei Thermopolasten. Die Schussgewichtskonstanz wird zur Herausforderung.

Das Leistungsspektrum von APC Plus deckt neben der Verarbeitung von Thermoplasten nun auch das gesamte Spektrum von Duroplasten ab. Grafik: Krauss Maffei

Krauss Maffei hat deshalb die Maschinenfunktion APC plus (APC = Adaptive Process Control) weiterentwickelt und bietet sie nun auch für Duroplaste an. APC plus misst unter Berücksichtigung von Materialeigenschaften, etwa der jeweiligen Kompressionskurve, konstant die Viskosität der Masse und passt anhand eines prognostizierten Einspritzvolumens die Umschaltposition und die Nachdruckhöhe im aktuellen Schuss an.

Füllstoffgehalte von bis zu 80 %

Dies ist besonders bei hohen Füllstoffgehalten von bis zu 80 % wichtig. Denn durch sie und die niedrigen Verarbeitungstemperaturen sind die Formmassen im Vergleich zu Thermoplasten kaum kompressibel. Minimale Abweichungen des Füllbeginns, die für das Bedienpersonal im Prozess nicht sichtbar sind, oder des Restmassepolsters schlagen sich direkt im eingespritzten Volumen nieder. Ohne automatisierte Korrekturmöglichkeit steht man dem machtlos gegenüber.

APC plus hingegen hält die volumetrische Füllung der Kavität konstant, sowohl bei rieselfähigen Duroplasten, bei BMC (Bulk Molding Compound) wie auch bei Flüssig- und Feststoffsilikonen (LSR und HTV). Steigt beispielsweise bei der BMC-Verarbeitung die Zylindertemperatur um 2 °C, was bei einem driftenden Temperiergerät oder sommerlicher Hitze schnell der Fall sein kann, und wird der Kunststoff dadurch flüssiger, schaltet APC plus früher vom Einspritz- auf den Nachdruck um. Außerdem wird die Nachdruckhöhe herabgesenkt. Beides geschieht, um eine Überfüllung des Bauteils zu vermeiden.

Das Projektteam für die erfolgreiche Integration von APC Plus in der Duroplast-Großserie (v.l.n.r): Nicolina Topic (Krauss Maffei), Linus Schneider und Jan Hirz (beide Baumgarten) sowie Cordula Wieland (Krauss Maffei). Foto: Krauss Maffei

„Sowohl in zahlreichen Versuchen im Labor, aber auch bei unseren Kunden konnten wir den Variationskoeffizient des Bauteilgewichts halbieren und somit eine deutlich gesteigerte Gutteilausbeute erreichen“, sagt Cordula Wieland, Produkt- und Technologiemanager bei Krauss Maffei.

Feuertaufe bestanden

APC plus für Duroplaste hat seine Feuertaufe bereits bestanden: Baumgarten Automotive Technics mit Sitz in Burbach war schon in die Entwicklung eingebunden und fertigt damit seit einem Jahr Ölpumpenstellringe im kontinuierlichen Dreischichtbetrieb. Dadurch konnte der Ausschuss signifikant verringert werden.

sk

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