BKM Hersteller für Spritzgussteile aus Kunststoff
Ob Prototypen, Kleinserien oder Kunststoffteile in Massenproduktion: Der Spritzguss ermöglicht eine schnelle und wirtschaftliche Fertigung von Formteilen verschiedenster Art. Gleichzeitig eröffnet er eine große Palette an einsetzbaren Kunststoffen, sodass die meisten Anwendungen abgedeckt werden können.
Inhalt:
Der Ablauf bei der Herstellung von Spritzgussteilen aus Kunststoff
Bei der Serienfertigung von präzisen Kunststoffteilen ist das Spritzgießen oder Spritzgussverfahren eine der gängigsten Techniken. Es wird für eine Vielzahl von Werkstoffen und Werkstücken eingesetzt.
Werden die Kunststoffe eingefärbt oder lackiert, können Spritzgussteile nicht nur in den verschiedensten Formen, sondern auch in nahezu allen Farbtönen gefertigt werden. Muster oder Gravuren lassen sich ebenfalls direkt in die Spritzgussform integrieren.
Die wesentliche Aufgabe einer Spritzgussmaschine besteht darin, Formteile herzustellen, indem sie Formmassen unter Druck umformt. Dafür setzt sich die Maschine aus einer Spritzeinheit und einer Schließeinheit zusammen. Während die Spritzeinheit den Kunststoff aufbereitet, schließt und öffnet die Schließeinheit das Formwerkzeug. Die Spritzeinheit besteht in erster Linie aus einem Zylinder, in den eine Schnecke integriert ist.
Der Kunststoff wird zunächst in der Schnecke aufgeschmolzen. Nachdem das Spritzgusswerkzeug, dessen Hohlraum dem Formteil entspricht, geschlossen ist, wird der flüssige Kunststoff unter Druck eingespritzt.
Bei Thermoplasten wird das Werkzeug anschließend gekühlt, damit der Kunststoff aushärtet. Im Unterschied dazu wird das Werkzeug bei Duroplasten und Elastomeren beheizt, um auf diese Weise den Vorgang der Vernetzung anzuschieben. Am Ende des Zyklus öffnet sich das Werkzeug und die Maschine wirft das fertige Spritzgussteil aus.
Das Spritzgussverfahren ermöglicht die Fertigung von kleinsten Formteilen bis hin zu sehr großen Bauteilen. Zu den Vorteilen gehört, dass präzise Kunststoffteile schnell und kostengünstig hergestellt werden können. Außerdem punktet der Spritzguss mit einer hohen Reproduzierbarkeit.
Die für die Herstellung von Spritzgussteilen geeigneten Kunststoffe
Die Auswahl an Kunststoffen für das Spritzgießen ist nahezu grenzenlos. Grundsätzlich eignen sich sowohl Thermoplasten als auch Duroplasten und Elastomere für den Spritzguss. In der Praxis haben aber Thermoplaste die größte wirtschaftliche Bedeutung.
Und dabei kommen vor allem folgende Kunststoffe für die Herstellung von Spritzgussteilen zum Einsatz:
Polyethylen (PE)
Polyethylen ist ein teilkristalliner und unpolarer Thermoplast. Er hat zwar eine geringere Festigkeit und Härte als die meisten anderen Thermoplasten, lässt sich dafür aber wesentlich besser dehnen. PE kennzeichnet sich außerdem durch eine hohe Kälteschlagfestigkeit, eine gute chemische Beständigkeit gegenüber Säuren und eine gute Isolationsfähigkeit von Strom.
PE wird überwiegend für Rohre und Verpackungen verwendet. Daneben werden zum Beispiel dünne Folien und Tragetaschen, aber auch Haushaltsartikel, Spielzeug und Möbelteile aus PE hergestellt.
Polypropylen (PP)
Polypropylen ist teilkristallin und besteht aus den beiden Gasen Ethylen und Propylen, die aus Rohöl gewonnen werden. PP ist eng verwandt mit PE, allerdings deutlich härter und hitzebeständiger, bei Temperaturen unter 0 Grad Celsius aber weniger schlagfest. Polypropylen kennzeichnet sich durch sein geringes spezifisches Gewicht. Das feine und zugleich stabile Gefüge sorgt dafür, dass PP gut verschweißt werden kann.
Typische Anwendungen von Polypropylen sind Verpackungsfolien, starre Verpackungen, aber auch Batteriekästen, Bauteile im Auto und Absätze von Schuhen.
Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS)
Als amorphes Polymer ist ABS ein echter Allrounder unter den Kunststoffen. ABS weist Feuchtigkeit ab, ist resistent gegen Fette und Öle, kommt gut mit wechselnden Temperaturen zurecht und ist unempfindlich gegen elektrostatische Aufladung. Außerdem ist ABS hart, schlag- und kratzfest und lässt sich gut kleben.
Die vielen positiven Eigenschaften machen ABS zu einem idealen Material für Spielsachen, Haushaltswaren sowie Elektro- und Gartengeräte. Im Automobilbau werden aus ABS Spritzgussteile wie Türverkleidungen, Sitzschalen, Kühlergrills, Instrumententafeln oder Gehäuse von Außenspiegeln gefertigt.
Polystyrol (PS)
Polystyrol ist ein amorpher Thermoplast, der durch die Polymerisation von Styrol gewonnen wird. Er ist transparent, lässt sich aber gut einfärben. Der Kunststoff hat einen niedrigen Schmelzpunkt, weist eine gute chemische Beständigkeit auf und ist hart, steif, aber vergleichsweise spröde.
PS wird gerne für die Herstellung von Verpackungsmaterial, Einwegprodukten und Gehäuse verwendet.
Polyamid (PA)
Polyamide kennzeichnen sich durch ihre hohe Zähigkeit, Steifigkeit und Festigkeit. Sie verfügen über eine hervorragende Schlagzähigkeit und sind widerstandsfähig gegenüber Abrieb und Verschleiß. Ihre Haupteinsatzbereiche sind die Automobilindustrie, die Elektrotechnik, Strukturbauteile und chirurgische Instrumente.
Die Glastemperatur von Polyamiden ist relativ niedrig. Deshalb werden sie oft mit Glasfasern verstärkt, um so neben der Festigkeit auch die Dauergebrauchstemperatur deutlich zu erhöhen. Glasfaserverstärkte Polyamide bieten den Vorteil, dass sie eine wesentlich höhere Wärmeformbeständigkeit aufweisen als nicht-verstärkte Polyamide.
Zusammen mit der guten Ölbeständigkeit können sie deshalb auch im Motorraum von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden.
Polycarbonat (PC)
Chemisch gesehen, gehört Polycarbonat in die Gruppe der Polyester. Polycarbonat punktet mit Schlagfestigkeit, Steifigkeit und einer sehr guten Hitzebeständigkeit. Außerdem ist der Kunststoff sehr robust und beständig gegenüber Witterungseinflüssen. Weil er glasklar ist, wird er auch Ansprüchen an eine ästhetische Optik gerecht.
PC wird unter anderem für die Herstellung von Speichermedien, Brillengläsern, Autoscheinwerfern, Koffern und Panzerglas verwendet.
Thermoplastisches Elastomer (TPE)
Die Gruppe der thermoplastischen Elastomere umfasst verschiedene Kunststoffe. Bei Raumtemperatur verhalten sie sich ähnlich gummiartig wie klassische Elastomere, während sie sich unter Wärmezufuhr verformen lassen und dadurch das typische Verhalten von Thermoplasten zeigen. Ein wichtiger Pluspunkt von TPE ist, dass die Kunststoffe für wasserdichte Verbindungen geschweißt werden können.
TPE wird vorrangig für Dichtungen und flexible Verbindungen eingesetzt. Daneben wird es im 2-Komponenten-Spritzguss für Hart-/Weich-Verbindungen wie zum Beispiel Griffe an Werkzeugen oder Zahnbürsten genutzt.
FAQ: Infos, was Sie über Spritzgussteile und Kunststoffe wissen müssen
Welche Rolle spielt die Kunststoffauswahl bei der Herstellung von Spritzgussteilen und wie beeinflusst sie die Eigenschaften des Endprodukts?
Die Wahl des Kunststoffmaterials ist ausschlaggebend, da sie die mechanischen, thermischen und chemischen Eigenschaften der spritzgegossenen Teile direkt beeinflusst. Verschiedene Kunststoffe bieten unterschiedliche Festigkeiten, Härten und Beständigkeiten, die die Herstellung von Produkten mit spezifischen Anforderungen ermöglichen.
Gibt es bestimmte Anwendungen oder Industriezweige, in denen bestimmte Kunststoffe bevorzugt für die Herstellung von Spritzgussteilen zum Einsatz kommen?
Ja, bestimmte Kunststoffe werden in verschiedenen Branchen bevorzugt. Polyamid und ABS werden z. B. in der Automobilindustrie verwendet, während Polyethylen häufig in der Verpackungsindustrie zum Einsatz kommt. Die spezifischen Anwendungen sind von den Eigenschaften der Kunststoffe abhängig, die den Anforderungen der jeweiligen Branche entsprechen.
Welche Herausforderungen oder Besonderheiten können auftreten, um Spritzgussteile aus verschiedenen Kunststoffen herzustellen?
Die Herausforderungen sind je nach Kunststoffart unterschiedlich. So erfordern thermoplastische Kunststoffe nach der Formgebung eine Abkühlung, während Duroplaste und Elastomere erwärmt werden müssen. Die Anpassung des Spritzgießprozesses an die spezifischen Eigenschaften jedes Kunststoffs ist entscheidend für die Herstellung qualitativ hochwertiger Teile.
Ist die Kombination von Spritzgussteilen aus verschiedenen Kunststoffen zur Erzielung bestimmter Eigenschaften möglich oder ist dies technisch schwierig?
Die Kombination verschiedener Kunststoffe in einem Spritzgussteil, auch Hybridspritzguss genannt, ist technisch möglich. Damit lassen sich unterschiedliche Materialeigenschaften in ein Produkt integrieren. Um optimale Ergebnisse zu erzielen, sind jedoch eine genaue Prozesssteuerung und Materialkompatibilität erforderlich.
Inwieweit hat die Entwicklung neuer Kunststoffe in den letzten Jahren die Spritzgießtechnik beeinflusst und gibt es innovative Werkstoffe, die in der Branche auf dem Vormarsch sind?
Die kontinuierliche Entwicklung neuer Kunststoffe hat die Spritzgießtechnologie stark beeinflusst. Zu den Innovationsfeldern gehören verbesserte Festigkeitswerte, umweltfreundliche Materialien und anpassungsfähige Polymere. Materialien wie z. B. biologisch abbaubare Polymere gewinnen zunehmend an Bedeutung, während fortschrittliche Verbundwerkstoffe die Grenzen der herkömmlichen Eigenschaften erweitern.
Welche Umweltauswirkungen hat die Verwendung verschiedener Kunststoffe im Spritzgussverfahren und gibt es Bemühungen, umweltfreundlichere Alternativen zu fördern?
Die Umweltauswirkungen hängen von den spezifischen Kunststoffen und Herstellungsverfahren ab. Es gibt verstärkte Bemühungen zur Förderung umweltfreundlicherer Alternativen, wie z. B. die Verwendung von Kunststoffen auf biologischer Basis oder von Recyclingmaterial. Hersteller setzen zunehmend auf nachhaltige Verfahren zur Minimierung des ökologischen Fußabdrucks bei gleichzeitiger Herstellung qualitativ hochwertiger Spritzgussteile.