Kunststoff wird metallisch

Werkstoffe

Kunststoffbauteile – Es klingt fast alchimistisch, aber ein Unternehmen aus Illertissen ist in der Lage, Kunststoffen metallische Eigenschaften einzuhauchen. Dank dieses Spezial-Know-hows stehen Anwendern ganz neue Möglichkeiten offen.

18. Februar 2013

In der Werkstoffbranche gibt es derzeit einen Trend zur Substitution. Meist tritt Kunststoff an die Stelle von Metallen. Weiss Kunststoffverarbeitung dreht den Spieß jetzt um und verleiht Kunststoffen typische Metalleigenschaften. Das Geheimnis hinter dieser mystisch anmutenden Ankündigung sind Hochleistungskunststoffe mit sehr hohen Glasfaseranteilen. Diese verfügen über eine Reihe sehr nützlicher Eigenschaften wie hohe Festigkeit, Temperaturbeständigkeit, geringer Verzug, plane Oberflächen und metallähnliche Optik.

Optimale Eigenschaften

Der Anwender dankt es, denn diese Hochleistungs-Polyamide mit sehr hohem Glasfaseranteil bieten ihm durch die genannten Eigenschaften ein optimales Profil für viele Applikationen, das in vieler Hinsicht dem von Metall gleichkommt. Und genau dieser Werkstoff ist derzeit noch Grundlage für viele Komponenten, was aber einen deutlich höheren Zeit- und Kostenaufwand bedeutet. Ein Wechsel zeichnet sich aber ab, denn GFK-verstärkte Polyamide sind vor allem für die extrem kosten- und qualitätsbewusste Automobilindustrie aber auch die Elektroindustrie sehr reizvoll. So sind denn diese beiden Branchen dankbare Abnehmer für Kunststoffe mit Metalleigenschaften und dort kommen sie auch bereits in hohem Maße zum Einsatz. Für mehrere Automobilhersteller und -zulieferer stellt Weiss Kunststoffverarbeitung zum Beispiel Bauteile aus den GFK-verstärkten Polyamiden der Marke Grivory her. Weiss verwendet unterschiedliche Typen dieser Werkstofffamilie wie zum Beispiel Grivory GV-5H, GVX-5H, G4V-5HS oder HTV-65H1. Komponenten daraus finden sich unter anderem in Automobil-Bremskraftverstärkern.

Derartige Werkstoffe sind allerdings schwer zu verarbeiten und so muss Weiss seine ganze Erfahrung und sein spezielles Know-how einsetzen, das schon in der Planungs- und Projektierungsphase benötigt wird, denn bereits bei der werkstoffgerechten Konstruktion derartiger Bauteile ist die Unterstützung der Polyamid-Experten von Weiss sinnvoll. Vertriebsleiter Rüdiger Walter nennt einen wichtigen Grund: »Aufgrund der hohen GFK-Anteile weist der Werkstoff ein besonderes Fließverhalten auf, das man bei der Detailkonstruktion und auch bei der Füllgradsimulation berücksichtigen muss.«

Hohe Anforderungen

Mindestens ebenso viel Aufmerksamkeit ist beim Werkzeugbau angeraten, der bei Weiss im eigenen Haus erfolgt. »Das Rohmaterial ist wegen der Glasanteile sehr abrasiv, sodass alle produktberührten Teile des Werkzeugs beschichtet werden müssen, wenn man zufriedenstellende Werkzeugstandzeiten erreichen will«, ergänzt Rüdiger Walter.

Auch die Materialzuführung stellt hohe Anforderungen an das Engineering. Hier greifen die Ingenieure aus Illertissen auf besondere Schnecken-Zylinder-Paarungen zurück und arbeiten eng mit Spezialisten der Heißkanaltechnik zusammen. Beim Spritzgussvorgang selbst werden die relevanten Prozessparameter inline erfasst; dazu gehört auch die Temperaturüberwachung der Kavität mittels Sensor im Werkzeug.

Das Ergebnis dieses anspruchsvollen, exakt kontrollierten Prozesses sind Bauteile, die in Bezug auf Festigkeit und Langlebigkeit auch unter ungünstigen Bedingungen mit Metallkomponenten konkurrieren können, sich aber deutlich günstiger fertigen lassen. Auch das Gewicht der Komponenten ist deutlich geringer – ein gutes Argument beim Einsatz in Fahrzeugen. Darüber hinaus genießt der Konstrukteur durch den Spritzguss eine viel höhere Designfreiheit als bei metallischen Komponenten.

Erschienen in Ausgabe: 01/2013