Auf der K 2022 zeigen sind die Themen Recycling, Nachhaltigkeit und Effizienz als technologische Treiber der Kunststoffbranche. Engel Austria, Dr. Boy sowie Windmöller & Hölscher erklären ihre Umsetzung der Themen im Video.

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Kunststoffe.TV berichtet von der K 2022 | Nachhaltigkeit & Recycling | Messeneuheiten von Engel Austria✓ Dr. Boy✓ Windmöller & Hölscher✓ | ➤ Jetzt Videobeitrag ansehen!

Redaktionelle Kurzvideos von der K 2022

Spritzgießen

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Steuerungen (Hardware und Software)

Automatisierungstechnik

Mikrospritzgießen

Messe K-Kunststoffmesse

kunststoffe.de

Spritzgießmaschinen, allgemein

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Spritzgießmaschinen

Folientechnik (IMD, IML, FIM, u.a.)

Blasfolienextrusion

Polyethylenterephthalat

Kunststoff Werkstoffe

Thermoplaste

Kunststoff-Verpackungsmaschine

Sondermaschinen

Folien

Halbzeuge und Zwischenprodukte

Kunststoff-Halbzeuge

Spritzgieß-Zubehör und Einzelteile

Folienblasanlagen

Extrusionsanlagen

Nachhaltige Premieren in der Kunststoffverarbeitung

Touch-Bedienung durch integrierte und gedruckte Elektronik sowie haptische Feedback-Funktionen sind genauso wie lackierte Oberflächen mit Selbstheilungseffekt eine Herausforderung für die Kunststofftechnik. Sie könnten zu immensen Fortschritten bei der Auslegung und Produktion von Kunststoffbauteilen führen. In Kombination wären die drei Techniken eine unschlagbare Lösung für Mensch-Maschine-Schnittstellen. 

Moderne Fertigungstechniken für smarte und dekorative Oberflächen 

HMI, Bedienelemente, Displays

Polycarbonat

Oberflächentechnik

Oberflächenveredelung

Schnittstellen zwischen Mensch  und Maschine 

Der Einsatz naturfaserverstärkter Verbundwerkstoffe in der Fahrzeuginnenausstattung bekommt einen neuen Schub und zwar in einer dekorativ-veredelten, aber gleichzeitig naturbelassenen Gestalt. Mit einer neu ent- wickelten Prozesstechnik bringt Yanfeng Automotive Interiors (YFAI) Naturfasern an die Sichtoberfläche.  

Naturfaser-Formpressen mit Luxus-Finish durch neue Verbundwerkstoff-Prozesstechnik 

Verstärkungsstoffe

Fasern

Edle Oberflächengestaltung mit sichtbaren Naturfasern 

Wie eine aktuelle Geschäftsklimaumfrage der OE-A zeigt, stehen in der Branche der organischen und gedruckten Elektronik die Zeichen weiter auf Wachstum.  

OE-A veröffentlicht Geschäftsklimaumfrage auf der LOPEC 2019 

Gedruckte Elektronik

Bedrucken

Markt & Wirtschaft

Optimismus bei organischer und gedruckter Elektronik 

Technik und Gestaltung von Fahrzeugen werden immer radikaler. Oberflächen sind dabei die direkte und zentrale Verbindung zwischen Mensch und Maschine. Fortschrittliche Folientechnik bietet äußerst intelligente und praktikable Möglichkeiten, wie beim Expertenaustausch Mitte Februar in Düsseldorf deutlich wurde. 

Funktionales Design und designte Funktionen auf der Fachtagung "Folien + Fahrzeug" 

Produkt- / Formteildesign

Metamorphosen im Innenraum 

Die Fachtagung ¿Folien+Fahrzeug¿ am 4. und 5. Februar 2020 behandelt die Aspekte Dekoration, Integration und Mechatronik und wird zudem von einer Fachausstellung und interaktiven Formaten begleitet.  

Letzte Möglichkeit zur Anmeldung 

Fachtagung: Folien + Fahrzeug 2020  

Das digitale Cockpit kommt – und es benötigt neue Konzepte zur Serienfertigung großflächiger Bedien- und Anzeigeelemente. Weil Elektrofahrzeuge keinen klassischen Kühlergrill mehr brauchen, entsteht Raum für neuartige Anwendungen.

 Kommunikativer Frontgrill: Geschlossen, dekoriert, beleuchtbar und durchlässig für Radar- und Lidar-Sensoren wie hier am autonomen Konzeptfahrzeug Smart Vision EQ © Daimler

China, Elektromobilität und Digitalisierung treiben die Entwicklung im Automobil voran

E-Fahrzeuge

Mobilität

Elektromobilität

Kraftfahrzeugtechnik

Zukunftsweisendes Design

Am 2. und 3. Februar 2021 findet mit der internationale Branchentreff „Folien+Fahrzeug“ bereits zum 15. Mal statt – diesmal „smart and safe“ als digitales Event.

Ein Schwerpunkt der Tagung liegt auf Folienanwendungen im Fahrzeuginterieur

Kunststoffverarbeitung allgemein

Kunststoffverarbeitung

Elektronik

Fahrzeugbau

Anzeige- und Bedienelemente

Mobile Automation

Tagungsfokus auf Dekoration, Integration und Mechatronik

Die Beteiligungsgesellschaft Finexx hat im Rahmen einer Nachfolgeregelung die Volpini Verpackungen GmbH Austria übernommen. Die Übernahme trägt dem Wunsch der Eigentümerfamilie Rechnung, sich nach mehr als sechs Generationen aus dem Unternehmen zurückzuziehen.

Tiefziehen

Verfahren für die spanlose Fertigung

Dienstleistungen

Lohnfertigung

Unternehmen

Eigentümerwechsel bei Volpini Verpackungen

Die vormals vom Carl Hanser Verlag veranstaltete Fachtagung wird ab sofort vom Kunststoff-Zentrum SKZ fortgeführt.

Vor allem im Interieurbereich bieten Folienanwendungen viele Möglichkeiten zur Funktionalisierung von Bauteile.

Automotive

Fortführung der Fachtagung „Folien + Fahrzeug / Plastic Films in Mobility“ am SKZ

Spritzgießprozess, Sensorintegration und Oberflächendekoration sind bei der Herstellung einer Konsole für den Dachhimmel in einem Arbeitsschritt zusammengefasst. Der Beitrag schildert die Entwicklung aus der Sicht des Verarbeiters.

Die Konsole verfügt über ein vollintegriertes kapazitives Sensorsystem, das herkömmliche Knöpfe ersetzt und somit eine nahtlose Oberfläche bietet.

Konsole für den Dachhimmel: sensorgesteuert, programmierbar und aus einem Teil

Kfz-Leuchten, Beleuchtung

Kfz-Systeme

Kapazitive Sensoren

Messtechnik

Sensoren / Messwertaufnehmer

Lichttechnik

Das Bedienmodul der Zukunft

In diesem Jahr richtet zum ersten Mal das Süddeutsche Kunststoff-Zentrum SKZ die Fachtagung „Folien + Fahrzeug“ aus. Welche Neuerung sich dadurch ergeben und was die Highlights der Veranstaltung sind, hat Kunststoffe beim Tagungsleiter Dirk Pophusen nachgefragt.

Das Frontmodul des BMW iX ist ein hoch integriertes Bauteil. Für die Herstellung kommt unter anderem Folientechnik zum Einsatz.

Streifinger, Florian

Kunststoff-Recycling

Kunststoff-Aufbereitung

„Kontroverse Themen sind auf einer Tagung sehr spannend“

Dekorative und funktionelle Beschichtungen beim Spritzgießen mit Trägerfolien auf Kunststoffbauteile zu übertragen, dafür ist Leonhard Kurz Spezialist. Dazu unterhält Kurz ein großes Spritzgieß-Technikum.

Dekor- und Funktionsbeschichtungen, wie sie bei Leonhard Kurz in Fürth entwickelt werden, ermöglichen die effiziente Realisierung neuer Designkonzepte, hier zu sehen am Beispiel einer dimmbar hinterleuchteten Pkw-Türblende

Leonhard Kurz erweitert Entwicklungskapazitäten für Funktionsfolien mit Spritzgießanlagen von Wittmann Battenfeld

Spritzgieß-Sonderverfahren

Von der Rolle in die dritte Dimension

Mittel und Wege zu besonderen Oberflächen beim Spritzgießen wiesen die Aussteller der K 2022. Eine kleine Auswahl.

Der Materialmix des „Rear-End Cover“ ermöglicht es, hinterleuchtete Elemente mit gezielter Lichtabschottung zu erzeugen – ganz ohne unerwünschte Lichtstreuung.

Doriat, Clemens, Dr.

Temperiertechnik

Künstliche Intelligenz für die Qualitätssicherung

Industrie 4.0

Industrie 4.0 für die Qualitätssicherung

Mehrkomponenten-Spritzgießen

Plasmabehandlung

Reinigen und Vorbehandeln

Spritzprägen

Dynamische / variotherme Temperierung

Kunststoff-Rezyklat

Das kann sich sehen lassen

Hochleistungs-Spritzgießen von Verpackungen: Publikumsmagneten auf der K 2022

Für zwei 10-Liter-Eimer mit Label – hier der Blick ins Werkzeug bei Stillstand – braucht das Arrangement der niederländischen Partner Stork und Brink 6,3 s.

Schaumspritzgießen

Energieeffizienz

Kreislaufwirtschaft

Tempo und Finesse

Prozessmodell für das Hinterspritzen von Dekorfolien in der In-Mould-Labeling Technik

Wie lässt sich die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens erhöhen?

Das Folienhinterspritzen ist ein spezielles Spritzgießverfahren zur Dekoration und Funktionalisierung von Kunststoffoberflächen. Dabei wird eine transparente Kunststofffolie bedruckt, verformt und hinterspritzt. Die Vorteile des Verfahrens liegen in der Oberflächenqualität und den zahlreichen Dekorationsmöglichkeiten. Nachteilig sind die hohen Investitionskosten, die sich meist nur durch hohe Stückzahlen und einer Vollauslastung der Maschine rechtfertigen lassen. Ansatzpunkte, die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen, liegen in der Reduzierung der Zykluszeiten und der Ausschussraten.

Typische Fehlerbilder beim Folienhinterspritzen sind die Auswaschung der aufgedruckten Dekore durch den Hinterspritzvorgang, Gestaltabweichungen wie Verzug und die Ablösung der Folie vom Träger. Der Arbeit liegt die These zugrunde, dass die Formteilqualität auf die Wechselwirkung zwischen thermischen und mechanischen Randbedingungen zurückgeführt werden kann. Basierend auf einer systematischen Verfahrensanalyse und einer analytischen Betrachtung der thermischen und mechanischen Einflussfaktoren, wird ein grundlegendes Prozessverständnis erarbeitet. Dies erfolgt unter Berücksichtigung von Prozess-, Material- und Geometriegrößen.

Auswaschungen resultieren aus thermischen und mechanischen Folienbelas- tungen. Dabei können zwei wesentliche Entstehungsmechanismen abgeleitet werden, die von der Wandschubspannung und den Temperaturen abhängen. Es wird gezeigt, dass die Wirkungsweise von Schmelzetemperatur und Einspritzgeschwindigkeit von der Höhe der Wandschubspannung abhängt. Die Verbundfestigkeit wird anhand von bedruckten und unbedruckten Folien untersucht, wobei sich unterschiedliche Zusammenhänge zeigen. Während bei unbedruckten Folien die Verbundfestigkeit mit der thermischen Energie in der Grenzschicht steigt, liegt der Einfluss der Prozessparameter bei bedruckten Folien im Bereich der doppelten Standardabweichung. Ferner wird in der vorliegenden Arbeit erstmals die Orientierung betrachtet. Dabei zeigt sich ein vom Fließweg abhängiger Orientierungsverlauf sowie eine Abnahme der Orientierung mit den Temperaturen. Analog hierzu nimmt auch der Formteilverzug mit einem steigenden Temperaturniveau ab, da hohe Temperaturen zu einer Reduzierung der Schwindungsdifferenzen zwischen Folie und Träger führen.

Abschließend werden die Erkenntnisse in einem qualitativen Prozessmodell zusammengefasst, das die Haupteinflussfaktoren auf die Formteilqualität beinhaltet und eine Prozessoptimierung zulässt.

Folienhinterspritzen, IML, IMD, Foliendekoration, In-Mold-Labeling, Dekoration, Spritzgießen, Film Insert Molding, Hinterspritztechnik, Hinterspritzverfahren

Schriften aus der Ilmenauer Fertigungstechnik

Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Jean Pierre Bergmann (Technische Universität Ilmenau).

Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek

Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deut- schen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Angaben sind im In- ternet über http://dnb.d-nb.de abrufbar.

Diese Arbeit hat der Fakultät für Maschinenbau der Technischen Universität Ilmenau als Dissertation vorgelegen.

1. Gutachter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Jean Pierre Bergmann

2. Gutachter: Prof. Dr.-Ing. Thomas Seul (Hochschule Schmalkalden)

3. Gutachter: Prof. Dr.-Ing. Michael Gehde

(Technische Universität Chemnitz) Tag der Verteidigung: 31. August 2022

Technische Universität Ilmenau/Universitätsbibliothek

https://www.tu-ilmenau.de/universitaetsverlag

ISBN 978–3–86360–262–8 (Druckausgabe)

Die vorliegende Arbeit entstand während meiner Tätigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fachgebiet Kunststofftechnik der TU Ilmenau und als Mitarbeiter der Schuster Kunststofftechnik GmbH. Ich danke den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Fachgebietes Kunststofftechnik der TU Ilmenau und allen voran Professor Dr.-Ing. Michael Koch (†). Darüber hinaus möchte ich mich bei den Geschäftsführern der Schuster Kunststofftechnik GmbH Ralf Urban und Roland Beil für die fortwährende Unterstützung und die vielen Freiräume bedanken. Besonders wertvoll waren die zahlreichen Diskussionen mit den ehemaligen Geschäftsführern Volker Schuster und Bruno Manz, aus denen sich die inhaltlichen Fragestellungen der vorliegenden Arbeit entwickelt haben.

Professor Dr.-Ing. habil. Jean Pierre Bergmann danke ich für die exzellente Betreuung und die zahlreichen wertvollen Hinweise. Professor Dr.-Ing. Thomas Seul möchte ich für die inhaltlichen Diskussionen und für das Zweitgutachten und Professor Dr.-Ing. Michael Gehde für das Drittgutachten danken.

Besonders danke ich den Personen, die mich bei der Erstellung der Arbeit unterstützt haben: Dr.-Ing. Klaus Schricker für die vielen nützlichen Hinweise zur Erstellung einer solchen Arbeit; den ehemaligen Studenten Fabian Wetzel, Lukas Niebler und Florian Walther für die im Rahmen von Abschlussarbeiten gewonnen Erkenntnisse; meinen Arbeitskollegen Jonas Reinhardt und Antonia Frank für die vielen Messungen sowie Andreas Jarry für die praktische Unterstützung beim Spritzgießen und den vielen Hinweisen aus der Serienproduktion.

Während der Erstellung dieser Arbeit, hat mich meine Familie mit ganzer Kraft unterstützt. Lisa hat mir stets den Rücken sowie die Abende und Wochenenden freigehalten. Mein Sohn Maximilian hatte immer ein Lächeln für den müden Papa. Dafür danke ich euch beiden von ganzem Herzen. Die vorliegende Arbeit ist das Ende eines langen Weges. Meinen Eltern Katrin und Bernd Woyan danke ich für ihre unermüdliche Unterstützung und dass sie mir diesen Weg ermöglicht haben.

Das Folienhinterspritzen ist ein spezielles Spritzgießverfahren zur Dekoration und Funktionalisierung von Kunststoffoberflächen. Dabei wird eine transpa- rente Kunststofffolie bedruckt, verformt und hinterspritzt. Die Vorteile des Verfahrens liegen in der Oberflächenqualität und den zahlreichen Dekorati- onsmöglichkeiten. Nachteilig sind die hohen Investitionskosten, die sich meist nur durch hohe Stückzahlen und einer Vollauslastung der Maschine rechtfertigen lassen. Ansatzpunkte, die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen, liegen in der Reduzierung der Zykluszeiten und der Ausschussraten.

Typische Fehlerbilder beim Folienhinterspritzen sind die Auswaschung der aufgedruckten Dekore durch den Hinterspritzvorgang, Gestaltabweichungen wie Verzug und die Ablösung der Folie vom Träger. Der Arbeit liegt die These zugrunde, dass die Formteilqualität auf die Wechselwirkung zwischen thermischen und mechanischen Randbedingungen zurückgeführt werden kann. Basierend auf einer systematischen Verfahrensanalyse und einer analy- tischen Betrachtung der thermischen und mechanischen Einflussfaktoren, wird ein grundlegendes Prozessverständnis erarbeitet. Dies erfolgt unter Be- rücksichtigung von Prozess-, Material- und Geometriegrößen.

Auswaschungen resultieren aus thermischen und mechanischen Folienbelas- tungen. Dabei können zwei wesentliche Entstehungsmechanismen abgeleitet werden, die von der Wandschubspannung und den Temperaturen abhängen. Es wird gezeigt, dass die Wirkungsweise von Schmelzetemperatur und Ein- spritzgeschwindigkeit von der Höhe der Wandschubspannung abhängt. Die Verbundfestigkeit wird anhand von bedruckten und unbedruckten Folien un- tersucht, wobei sich unterschiedliche Zusammenhänge zeigen. Während bei unbedruckten Folien die Verbundfestigkeit mit der thermischen Energie in der Grenzschicht steigt, liegt der Einfluss der Prozessparameter bei bedruck- ten Folien im Bereich der doppelten Standardabweichung. Ferner wird in der vorliegenden Arbeit erstmals die Orientierung betrachtet. Dabei zeigt sich ein vom Fließweg abhängiger Orientierungsverlauf sowie eine Abnahme der Ori- entierung mit den Temperaturen. Analog hierzu nimmt auch der Formteilver- zug mit einem steigenden Temperaturniveau ab, da hohe Temperaturen zu

einer Reduzierung der Schwindungsdifferenzen zwischen Folie und Träger führen.

Abschließend werden die Erkenntnisse in einem qualitativen Prozessmodell zusammengefasst, das die Haupteinflussfaktoren auf die Formteilqualität be- inhaltet und eine Prozessoptimierung zulässt.