Summerer Technologies GmbH & Co. KG Rosenheim. Werkzeugbau - Formenbau

Autoscheiben aus Kunststoff

Verfahrenstechnik. Zunehmend gelingt es, Kunststoffe als Ersatz für Glas für Autoscheiben einzusetzen. Es eröffnet sich ein äußerst dynamischer Markt, der jedoch besondere Anforderungen an die Werkstoff-, die Konstruktions- und die Produktionstechnik stellt. Entscheidend für den Erfolg ist eine effizient gestaltete Logistikkette, die den produktspezifischen Anforderungen und den komplexen Fertigungsprozessen Rechnung trägt.

Spritzprägeverfahren bestimmen die Szene

IMPmore InMouldPressin Spritzgussform in Battenfeld Spritzgussmaschine
Mit der IMPmore-Technologie hat Battenfeld ein neues Prinzip der Spritzprägetechnik mit keilförmigem Prägespalt eingeführt.

Aktuell werden im Wesentlichen drei unterschiedliche Spritzprägeverfahren eingesetzt. Verfahrenstechnisch mit dem klassischen Spritzprägen, z. B. von Dünnwandartikeln, am nächsten verwandt ist das so genannte Langhubprägen über die Schließeinheit. Die Engel Austria GmbH, Schwertberg/Österreich, hat diesen Prozess auf der K 2004 in einer Erweiterung auf zwei Komponenten mit zwei horizontal angeordneten Plastifizieraggregaten und einem Etagenwerkzeug mit drehbarem Mittelblock vorgeführt. Beim Langhubprägen wird die etwa 4 mm dicke und etwa 1000 mm breite Kavität des Tauchkantenwerkzeugs um etwa den Betrag der Dicke geöffnet; auf diese Weise sinkt der Druckbedarf während des Füllvorgangs drastisch. Anschließend wird die vergrößerte Kavität über die Schließeinheit der Maschine geschlossen und die Schmelze über die Prägebewegung weiter transportiert. Wegen der großen Bauteildimensionen und der bei Scheiben notwendigen seitlichen Anspritzung treten in der Füll- und Prägephase asymmetrische Belastungen im Werkzeug auf, die aufgefangen werden müssen. Dies wird bei der hier dargestellten Technologie über eine Parallelitätsregelung der beweglichen Aufspannplatte erreicht, die den Druck in den Hydraulikzylindern der vier Holme separat regelt.
Eine weitere Variante des Spritzprägens, die zur Herstellung von eigenspannungsarmen Scheiben genutzt wird, ist das Expansionsprägen. Diese Technik bietet am Markt die Krauss-Maffei Kunststofftechnik GmbH, München, an. Das Werkzeug wird zu Beginn der Einspritzphase vollständig geschlossen, ggf kann die Kavität unter die letztendlich erwünschte Bauteildicke verkleinert werden. Vorteil dieser Maßnahme: Sie begegnet der bei seitlicher Anspritzung problematischen Freistrahlbildung. Nach dem vollständigen Füllen der Kavität wird die Bauteildicke vergrößert, indem die Kavität druckgeregelt durch Einbringen weiterer Schmelze über ein Öffnen des Prägewegs erweitert wird. Ist der gewünschte Prägeweg erreicht, wird der Anguss verschlossen und die Prägekraft aufgebracht, die wie ein flächig aufgebrachter Nachdruck die Volumenschwindung des Kunststoffs beim Abkühlen kontrolliert. Für eine präzise Kontrolle der Formteilbildung wird der Weg der Schließeinheit gesondert überwacht. Nach diesem Verfahren fertigt die Freeglass GmbH & Co. KG, Schwaikheim, bereits fest stehende Seitenscheiben und Dachmodule für Automobilanwendungen in Serie.

plastic part in optical inspection for low stress
Windows with low moulded-in stress and orientation result from an optimal combination of material, design and process know-how

Für große Fließwege hat die Battenfeld GmbH, Meinerzhagen, in Kooperation mit der Summerer Technologies, Rimsting, das Verfahren "IMPmore" entwickelt und erstmalig auf der NPE 2003 öffentlich vorgestellt (Bild 9). Grundgedanke ist ebenfalls eine phasenweise Erweiterung des Fließquerschnitts, die hier jedoch durch eine keilförmige Öffnung der Kavität erreicht wird [5]. Dazu wird die auf der Schließseite befindliche Werkzeugplatte mit der Kavitätsoberfläche vor dem Schließen des Werkzeugs um einige Grad geneigt. Auch hier wird das Schließen der Aufspannplatten zeitversetzt nach dem Einspritzen gestartet. Durch das Verengen des keilförmigen Prägespalts wird die Kavität auf sehr geringem Druckniveau gefüllt. Wie an einer ca. 1m² großen Demonstrationsscheibe auf der K 2004 dargestellt wurde, ermöglicht dieses Verfahren ein spannungsarmes Spritzgießen auch großer Scheiben (Bild 10). Der keilförmig ablaufende Prägevorgang löst zusammen mit dem seitlichen Anspritzen auch in diesem Fall asymmetrische Auftriebskräfte im Werkzeug aus. Diese werden durch im Werkzeug angeordnete Hydraulikzylinder ausgeglichen, so dass sich für die Maschine eine scheinbar gleichmäßige Auftriebskraft einstellt. Die mit der Werkzeugbewegung in die düsenseitige Aufspannplatte eintauchenden Maschinenholme ermöglichen einen besonders guten Zugang zur Entnahme des Formteils durch den Roboter (Bild 11).

Prognose für Autoscheiben aus Polycarbonat
Die Prognose sagt ein starkes Wachstum für Autoscheiben aus PC vorher [Angaben in t]
Rückzug der Holme und Zugang zum Werkzeug
Der Rückzug der Holme aus der fest stehenden Werkzeugplatte erleichtert den Zugang zum Werkzeug und öffnet Raum für das Eintauchen des Handlingsystems

Quelle: Kunststoffe 2/2005 Christian Hopmann, Sebastian Göbel, Jan Forster   Autoscheiben aus Kunststoff   18.02.2005