Spritzgussteile kombiniert mit... Massgeschneiderte Kunststoff-Verbundlösungen

Autor / Redakteur: Klaus Vollrath / Luca Meister

>> Bei modernen Produkten ermöglichen Hybridbauteile aus mehreren miteinander kombinierten Werkstoffen wie Kunststoffe und Metalle oft Lösungen, die mit monolithischen Komponenten nur schwer oder mit wesentlich höheren Kosten realisiert werden könnten. Die Entwicklung solcher Verbundbauteile erfordert umfassende Kenntnisse über die eingesetzten Werkstoffe und deren Verarbeitungsprozesse. Die Nutzung des Hersteller-Know-hows erweist sich bei einer gemeinsamen Entwicklung häufig als zentraler Erfolgsfaktor.

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Zusatzprozesse sind als leicht transportierbare Module realisiert, die schnell und einfach mit verschiedensten anderen Prozesseinheiten kombiniert werden können.
Zusatzprozesse sind als leicht transportierbare Module realisiert, die schnell und einfach mit verschiedensten anderen Prozesseinheiten kombiniert werden können.
(Bild: Klaus Vollrath)

«Wir haben uns darauf spezialisiert, Kundenideen aufzugreifen und daraus gemeinschaftlich ausgereifte, technisch wie wirtschaftlich optimal herstellbare Produkte zu entwickeln», sagt Lukas Huber, Key Account Manager der Wagner AG in Waldstatt. Das Unternehmen ist Spezialist für die Herstellung von gegossenen bzw. spritzgegossenen Komponenten und Baugruppen aus Aluminium, Zink und Kunststoffen, die je nach Erfordernis noch mit weiteren Werkstoffen wie z.B. Keramik kombiniert werden. Wichtigster Erfolgsfaktor ist dabei die gemeinsam mit den Kunden betriebene Entwicklung, in die umfassendes Know-how bzgl. Konzeption und Optimierung kombinierter Prozesse mit unterschiedlichsten Materialien eingebracht wird. Gemäss L. Huber funktioniere eine solche Zusammenarbeit am besten, wenn der Konstrukteur des Kunden sich schon zu dem Zeitpunkt an die Wagner AG wende, wenn er kaum mehr als eine ungefähre Wunschvorstellung habe oder gar nicht recht wisse, wie er deren Realisierung anpacken soll.

Engineering von Prozessketten

Eine Stärke von Wagner ist das Engineering. Das Unternehmen verfügt über umfassende Erfahrung sowohl bei der Positionierung von Einlegeteilen in Spritzgiessformen als auch im Bereich Werkstoffe – z.B. was Belastbarkeiten, Einsatzgrenzen und Verarbeitungseigenschaften der unterschiedlichsten Kunststoffe und ihrer Varianten angeht.

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Die Automatisierung und Verkettung unterschiedlichster Prozesse wird u.a. durch eine konsequente Modularisierung der Teilprozesse möglich, die als kompakte, leicht verschiebbare Einheiten ausgelegt werden. Dadurch kann bei verschiedensten Aufgabenstellungen flexibel agiert werden bzw. sowohl kleine als auch sehr grosse Serien mit hoher Effizienz bewältigt werden.

Im firmeneigenen Kompetenzzentrum stehen Praktiker bereit, die ihren Beruf von der Pike auf gelernt haben und die Prozesse bis ins Detail kennen. Sie tüfteln gemeinsam mit den Kunden optimale Produktionskonzepte aus. Neben der Realisierbarkeit spielen auch Kosten- und Produktivitätsoptimierungen eine Rolle.

Batteriedeckel für Zielfernrohr

«Ein schönes Beispiel einer Herausforderung ist die schraubbare Kontaktdurchführung für eine Knopfbatterie an einem Zielfernrohr», erläutert L. Huber. Das flache Bauteil besteht aus vier Komponenten: einem Drehteil und einem Stanz-Biegeteil (beide vergoldet), dem Deckel aus glasgefülltem Polyamid sowie einer Dichtung aus Hotmelt-Kunststoff. Letzterer hat die Aufgabe, die Kontaktflächen zwischen dem Deckel und den Metallteilen abzudichten. Das Bauteil muss nach dem Einschrauben den mit trockenem Stickstoff befüllten Innenraum des Zielfernrohrs so gut abdichten, dass ein Eindringen von Luftfeuchtigkeit und damit Linsenbeschlag unterbleibt.

Faltverdeck-Dachspitzenhalter

Ein weiteres Beispiel für die Bewältigung spezieller Anforderungen sind die Dachspitzenhalter für Faltverdecke. Bei diesen Bauteilen handelt es sich um Gleiter, die das Faltverdeck des City-Smart seitlich in Schienen führen, wenn dieses geöffnet oder geschlossen wird. Die Komponenten müssen einerseits hohe Kräfte aufnehmen, andererseits jedoch leicht gleiten. Zudem soll eine integrierte Andruckfeder verhindern, dass sie sich selbständig bewegen.

Für die Aufnahme der hohen Kräfte sorgt ein im Druckgiessverfahren hergestellter Grundkörper aus einer besonders hochfesten Primäraluminiumlegierung. Dieser erhält nach der Herstellung zunächst eine widerstandsfähige KTL-Lackierung. Anschliessend werden zwei Gleiter sowie eine sehr dünnwandige integrierte Blattfeder aus ungefülltem Polyoxymethylen (POM) in einem Arbeitsschritt aufgespritzt, wobei Bohrungen und Einfräsungen für eine formschlüssige Verbindung sorgen.

Der POM-Kunststoff wurde ausgewählt, weil er die geforderten Eigenschaften wie Gleitfähigkeit, Verschleissbeständigkeit und Rückstellvermögen optimal vereint. Als besondere Herausforderung galt dabei die äusserst dünne und lange Blattfeder, da diese keine Schwachstelle durch das Aufeinandertreffen von Fliessfronten aufweisen durfte. Zudem ergaben sich besondere Anforderungen an das Handling der Metallteile beim Einlegen in die Spritzgiessform, um zu vermeiden, dass die Lackschicht Kratzer oder sonstige Beschädigungen erleidet.

Düse zum Pulverbeschichten

«Bei der Düse für Pulverbeschichtungsanlagen ging es um die Kombination eines Drehteils aus Teflon mit Polyamid als Spritzgiesswerkstoff», erklärt L. Huber. Bei der Düse handelt es sich um ein Verschleissteil, dessen Teflon-Grundkörper als Drehteil hergestellt wird. Die Kombination mit einem umspritzten Mantel aus glasfasergefülltem Polyamid bedingt mehrere Vorteile. So liesse sich z.B. die keilförmige Zentriernut im vorderen Bereich nicht durch Drehbearbeitung herstellen. Ausserdem müsste man wegen der Ringnut einen Drehrohling mit viel grösserem Durchmesser verwenden, was zu entsprechendem Materialverlust führen würde. Ein weiterer Vorteil ist die Realisation einer Teilenummer beim Umspritzen, was die Logistik erleichtert. Schliesslich erschwert das Zwei-Komponenten-Spritzgiessteil die Arbeit von Plagiatoren. <<

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