Leichte SpracheCellject200X: ein optimierter Schaumspritzgießprozess
links: Variothermes Spritzgießwerkzeug – Flächentemperierung (Quelle: Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Polymere Werkstoffe) rechts: Biegesteifigkeit (Vergleich): variotherm geschäumte Bauteile (hellgrün) und konventionelle Spritzgießtechnik (Quelle: Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Polymere Werkstoffe)
Kunststoffe beim Spritzgießen zu schäumen, verbraucht weniger Rohstoffe und senkt das Formteilgewicht und die Fertigungskosten. Aufgrund der hohen spezifischen Biegesteifigkeit von Integralschäumen kann der Einsatz in Automobilen zu deutlich weniger Gewicht führen, was sich direkt positiv auf Kraftstoffverbrauch und CO2-Emission auswirkt. In der Regel werden bei spritzgegossenen Integralschäumen aber nur sehr geringe Gewichtseinsparungen erreicht. Darüber hinaus sinkt die Oberflächenqualität der geschäumten Formteile durch Silberschlieren.
Das Ziel des Projektes war, die Dichte der spritzgegossenen Formteile bei guter Oberflächenqualität zu senken. Für eine hohe Wirtschaftlichkeit sollten die Formteile in einem einstufigen Spritzgießprozess innerhalb einer vollautomatisierten Fertigungszelle hergestellt werden.
Voraussetzung ist die exakte Kontrolle von Schmelzetemperatur, -druck und Expansions-volumen. Nach Entwicklung von neuartigen Spritzgießwerkzeugen mit schneller Wechseltemperierung wurden die Kunststoffe in einem variothermen Spritzgießprozess geschäumt und die Eigenschaften der Integralschäume optimiert.
Mit variothermen Spritzgießwerkzeugen lassen sich dünnwandige geschäumte Bauteile mit einer Dichte von 150 g/l und hochwertiger Oberflächenqualität herstellen, die bislang durch Spritzgießen nicht produziert werden konnten. Aufgrund der hohen Biegesteifigkeit dieser neuartigen Werkstoffe können bis zu 2/3 Gewicht gegenüber ungeschäumten Kunststoffbauteilen gespart werden.
