2-KOMPONENTEN-SPRITZGIESSEN
Einführung
Das Zweikomponentenverfahren gestattet es, beim Spritzgiessen unterschiedliche Werkstoffe in einem Formteil zu verwenden. Eine besonders interessante Anwendung sind Hart-Weich-Kombinationen,
bei denen ein thermoplastischer Kunstoff mit einem thermoplastischen Elastomer
während der Verarbeitung sich verbindet. Wenn dagegen die eingesetzte
Werkstoffe keine Verbindung miteinander eingehen, lassen sich drehbare Gelenke
herstellen.
Die Idee der Hart-Weich-Kombination
Mit dem Aufkommen der thermoplastichen Elastomere (TPE) ergibt sich zwangsläufig die Idee harte, steife und weiche, flexible Kunstoffe miteinander zu kombinieren. Das 2K-Spritzgiessverfahren ermöglicht es, in einfacher Weise grundsätzlich unterschiedliche Materialien in einem Werkzeug nacheinander zueinem Formteil zu verarbeiten. Im ersten Arbeitsschritt wird das härtere Bauteil vorgespritzt. Im zweiten Schritt wird das thermoplastische Elastomer auf die Kunstoffoberfläche aufgespritzt. Aufgrund der Kompatibilität der beiden Materialien "verschweissen" sie miteinander.
Heuzutage ist die Mehrkomponenten-Spritzgiesstechnik bereits sehr gut entwickelt. Die hohe Automatisierbarkeit des Prozesses trägt dazu bei, dass höhere Anschaffungskosten der Werkzeuge (Rotationswerkzeuge) schnell ammortisiert werden können.
TPE
für das 2K-Verfahren
Die derzeit gebräuliche thermoplastische
Elastomere fasst Tabelle 1 zusammen.
Tab.1 Überblich über die gebräuchlichen thermoplastischen Elastomere TPE
|
Art |
Beschreibung |
Untergruppen |
Härte |
|
TPE-S |
Styrol-Elastomere |
SBS SEBS |
³ 25 ShA 10 ShA-60 ShD |
|
TPE-O |
Polyolefin-Elastomere |
PP/EPDM |
35 ShA-65 ShD |
|
TPE-A |
Polyamid-Elastomere |
PEBA 6 PEBA 12 |
60 ShA-75 ShD |
|
TPE-E |
Polyester-Elastomere |
PESTEST PEEST |
40 ShA-72 ShD |
|
TPE-U |
Polyurethan-Elastomere |
PESTUR PEESTUR PEUR |
60 ShA-85 ShD |
Die beiden erstgennanten TPE können auch besonders weich sein und eignen sich deshalb gut für den Einsatz als eingespritzte Dichtung oder zur Erzielung eines weichen Griffgefühls. Die drei letztgenannten Materialien sind technische TPE, die zwar höhere mechanische Eigenschaften aufweisen, die jedoch auch deutlich härter und den Elastomeren unähnlicher sind.
Gemäss Tabelle 2 eignen sich vor allem Polypropylen und Polyamid für dasHart-Weich-Sprtitzgiessen.
Tab. 2 Kombinierbarkeit von TPE mit Thermoplasten:
++ sehr gute Haftung, + Haftung, - keine Haftung
|
|
PP |
PA |
PS |
ABS |
POM |
PC |
PET |
PBT |
PVC |
|
TPE-S |
++ |
+ |
+2) |
+2) |
- |
+ |
- |
- |
- |
|
TPE-O |
++ |
+ |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
TPE-A |
- |
+ |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
TPE-U |
- |
+ |
- |
+ |
+ |
+ |
- |
+ |
+ |
|
TPE-E |
- |
+1) |
- |
- |
- |
- |
+ |
+ |
- |
1. nur PESTEST
2. nur für TPE-S grosser Härte
Die gute Verträglichkeit von PP mit TPE-S und TPE-O lässt sich für vielerlei Anwendungen im Elektro-, Haushalt-, Maschinenbau- und Auto-mobilbereich ausnützen. Wenn die Anforderungen an Wärmeformbeständigkeit, Steifigkeit und Schlagzähigkeit höher sind und daher PP nicht mehr geeignet ist, kann PA erfolgreich eingesetzt werden.