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DER KONSTRUKTEUR 6/2015

DER KONSTRUKTEUR 6/2015

WERKSTOFFTECHNIK Vom

WERKSTOFFTECHNIK Vom Werkstoff zum Bauteil Verfahren für effiziente und flexible Kunststofflösungen Werkstoff-, Verarbeitungs- bzw. Prozess- und auch Bauteil-Know-how müssen vorhanden sein, wenn die konstruktiven und wirtschaftlichen Vorteile von Kunststoffen voll ausgeschöpft werden sollen. Ein Kunststoffverarbeiter bringt diese drei Größen zusammen und bietet sich als Entwicklungspartner nicht nur für die Automobilindustrie an. Das Unternehmen Pöppelmann in Lohne produziert mit innovativen Produktionsverfahren u. a. PUR-Dichtungen und Leichtbauteile für verschiedene Branchen. Innovation, Effizienz und Wirtschaftlichkeit haben in der Produktion von Pöppelmann höchste Priorität. Deswegen werden kontinuierlich neue Produktionsverfahren entwickelt und Materialien erprobt. Im Kompetenzbereich K-Tech werden z. B. mithilfe des FIPFG-Verfahrens PUR-Dichtungen passgenau mit Kunststoffelementen kombiniert. Eine weitere innovative Technik ist das MuCell-Verfahren, mit dem Leichtbauteile für die Automobilindustrie produziert werden. FIPFG-Verfahren für PUR-Dichtungen Traditionell werden als Dichtungen statische Lösungen montiert oder im 2K-Spritzguss angebracht. „Ortsgeschäumte PUR-Dichtungen sind eine wirtschaftliche Alternative zu diesen Verfahren“, erläutert Andreas Kellermann, Verkaufsleiter K-Tech bei Pöppelmann. Sie schützen einerseits vor Schmutz, Ölen, Fetten, Chemikalien und Wasser. Andererseits verringern sie Vibrationen, Lärm und Schwingungen. Weil die Dichtungen direkt im Bauteil aufgeschäumt werden, spricht man auch vom FIPFG-Verfahren (formed-in-place-foamgasket). Ein CNC-gesteuerter Dosierkopf bringt die Dichtung an der am Kunststoffteil vorgesehenen Nut auf. Aufgrund der automatischen Steuerung lässt sich der Schäumprozess jederzeit reproduzieren. Da der Schaum an der Kopplungsstelle ineinander wächst, entsteht im Gegensatz zu In der Bauteilentwicklung werden gezielt Simulationsprogramme genutzt eingelegten Schnurdichtungen keine Nahtstelle. Härtegrad sowie Höhe und Breite der Schaumdichtung sind individuell einstellbar. Nicht zuletzt ergeben sich durch sogenannte Freiform-Ausführungen flexible Gestaltungsmöglichkeiten. Mittels Plasma- Vorbehandlungen des Kunststoffteils können die PUR-Dichtungen auch ohne Nut ihre Position halten. Pöppelmann K-Tech bietet seinen Kunden stets eine individuelle Beratung und übernimmt über den ganzen Prozess hinweg die Verantwortung für das Bauteil: „Wir konzipieren je nach Vorgabe und Verbau situation individuelle Dichtungskonzepte“, erzählt Andreas Kellermann. „Bereits in der Entwicklungsphase entscheidet sich, wie wirtschaftlich das Bauteil als Spritzgussteil im Werkzeug ausgelegt und später geschäumt werden kann.“ Das Unternehmen setzt grundsätzlich auf ein zertifiziertes Qualitätsmanagement und eine eigene Schutzart-Prüfkammer gemäß DIN 40050. „Wir sind in der Lage, unsere Kunststoffteile und Dichtungen gemäß der geforderten IP-Dichtigkeitsklassen zu prüfen und zu dokumentieren“, so Kellermann weiter. Anhand von Prototypen lässt sich bereits in der Entwicklungsphase die Dichtigkeit der Bauteile bewerten. Somit erhält der Kunde serien reife Funktionsmuster des Kunststoffteils inklusive Dichtung. MuCell-Verfahren für leichtere Bauteile Eine neue Leichtbautechnik, die bei Pöppelmann K-Tech mit Erfolg zum Einsatz kommt, ist das MuCell-Verfahren. Bei dem physikalischen Prozess zum Schäumen von Thermoplasten wird ein Gas wie z. B. Stickstoff oder Kohlenstoffdioxid in eine heiße 8 Der Konstrukteur 6/2015

Sicher. Schnell. Zuverlässig. Kunststoffschmelze eingebracht. Diese Gas-/Kunststofflösung wird dann in das Werkzeug eingespritzt und bildet mikrozellulare Strukturen mit einer Zellgröße zwischen 5 und 500 µm. In MuCell hergestellte Formteile haben weniger Verzug, kaum Einfallstellen, geringere Eigenspannungen und eine höhere Dimensionsstabilität. Gleichzeitig lässt sich die Bauteildichte um bis zu fünfzehn Prozent reduzieren. Durch die maschinelle Steuerung ist der Fertigungsprozess jederzeit reproduzierbar und prozesssicher. 01 PUR-Dichtungen im FIPFG-Verfahren sind eine kostengünstige Alternative für Bauteile mit komplexen Dichtungsgeometrien Auch aus wirtschaftlicher Sicht lohnt sich das MuCell-Verfahren: Denn je nach Bauteildimension kann auf Maschinen mit geringeren Schließkräften als im Kompaktspritzguss gefertigt werden. Zudem lassen sich durch die Dichtereduzierung Materialkosten einsparen. Auch bei der Werkzeugabstimmung fällt weniger Aufwand an – so erreichen viele MuCell-Bauteile schneller den Serienstatus. „Bezüglich des MuCell-Verfahrens haben wir in den letzten Jahren umfassende Erfahrungen gesammelt“, erklärt Kellermann. Gerade bei der Auswahl des richtigen Materials muss einiges beachtet werden, ebenso wie bei der Bauteilkonstruktion. Grundsätzlich sollte im Vorfeld die Zielsetzung z. B. bezüglich Gewichtsreduzierung oder Bauteilverzug definiert werden. Auch fertigungsbezogene Vorgaben wie eine möglichst gleiche Fließweglänge für eine gleichmäßige Schaumstruktur, die Vermeidung von Hotspots sowie die Angleichung des Rippen-/Wandstärkeverhältnisses müssen beachtet werden. Das Fließweg- Wandstärkenverhältnis bestimmt letztendlich die maximale Gewichtsreduzierung. „Schon bei der Konstruktion setzen wir gezielt Simulationsprogramme ein“, so Andreas Kellermann weiter. Gemeinsam können wir mit EO-3 ® Kosten senken! Dank perfekter Montagesicherheit. EO-3 ® Verschraubungen zeigen das korrekte Montageergebnis mit dem Indikatorring von außen sofort an. Gelb auf schwarz. Zu Ihrem Vorteil: Kein Nacharbeiten mehr, sprich deutlich geringere Montagekosten. Teure Garantiefälle sind ab sofort Vergangenheit. Informieren Sie sich! EO-3 ® – yellow is beautiful. 00800 2727 5374 www.parker.com EO-3 ®

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