Das „X-melt“-Verfahren zum Expansionsspritzguss, das die Engel Austria GmbH entwickelt hat, eröffnet der Fertigung von sehr dünnwandigen Bauteilen völlig neue Möglichkeiten. So lassen sich mit ihm Wanddicken von deutlich weniger als 0,5 Millimetern wirtschaftlich umsetzen. Speziell für dieses Verfahren hat die Bayer MaterialScience AG einen maßgeschneiderten Blend aus Polycarbonat und Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (PC/ABS) entwickelt. Was der flammgeschützte Bayblend®-Typ zu leisten vermag, zeigt sich an einem Akkudeckel für ein Handy. Engel stellt das Bauteil zur Zeit in Wandstärken von unter 0,18 Millimetern her. „So dünn konnten solche PC/ABS-Schalen bisher nicht gefertigt werden“, freut sich Hans-Jörg Dahmen, Experte im Business Development für Polycarbonat bei Bayer MaterialScience. Anwendungspotenzial sieht er vor allem bei Bauteilen zur Handyherstellung – so etwa bei Akkudeckeln und -schalen sowie Handyschalen. Große Chancen hat der Werkstoff aber auch bei der Produktion von mikromechanischen Teilen.
Beim Expansionsspritzgießen nach dem X-melt-Verfahren wird auf die Kunststoffschmelze im Schneckenvorraum mit der Schnecke ein Druck von bis zu 3.000 bar ausgeübt, was die Schmelze um etwa 10 Prozent ihres Ausgangsvolumens komprimiert. Anschließend öffnet sich ein spezielles Verschlusssystem, so dass die Schmelze schlagartig in die Form expandieren kann. Die Füllung der Kavität erfolgt innerhalb weniger hundertstel Sekunden mit Fließfrontgeschwindigkeiten von bis zu fünf Metern pro Sekunde. „Die Form kann auf diese Weise schnell und gleichmäßig gefüllt werden, ohne dass die Schmelze vorzeitig erstarrt“, erläutert Dahmen. Typischerweise liegen die Einspritzzeiten – je nach Größe und Wanddicke des Bauteils - im Bereich von 10 bis 50 Millisekunden, sind also äußerst kurz. Daher ergeben sich Zykluszeiten von weniger als fünf Sekunden.
Die Bayblend®-Einstellung bringt für das Expansionsspritzgießen die richtigen Eigenschaften mit. So zeigt sie eine sehr hohe Kompressibilität, was eine Grundvoraussetzung für den Einsatz in dieser Technologie ist. Außerdem übersteht sie dank ihrer Verarbeitungsstabilität die langen Verweilzeiten in der aufgeheizten Schnecke und ist so fließfähig, dass die dünnen Wanddicken umgesetzt werden können. Eine weitere Stärke ist die hohe Abbildungsgenauigkeit. Sie stellt sicher, dass selbst sehr feine und kleine, in das Werkzeug eingravierte Beschriftungen exakt dargestellt werden.
Mit einem maßgeschneiderten Typ der PC/ABS-Blends Bayblend® von der Bayer MaterialScience AG lassen sich im Expansionsspritzguss Bauteile mit Wanddicken von weniger als 0,18 Millimetern fertigen. - Foto: Bayer MaterialScience AG
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