Gewichts- und Kosteneinsparungen sind in der Luftfahrt stark gefordert. Das gilt nicht nur für verbaute Komponenten, sondern auch für Nutzgegenstände wie Tabletts. Eine Möglichkeit, das Gewicht zu reduzieren, stellen Polymerschäume dar. Allerdings lässt bei ihnen oft die Oberflächengüte zu wünschen übrig. Mit den richtigen Anpassungen können jedoch hochwertige Oberflächen erzeugt und auch noch die Ökobilanz deutlich verbessert werden.

Die Tabletts der Lufthansa bestehen gegenwärtig aus ABS. Durch ein geschäumtes PP-Compound können die Kosten verringert und die Ökobilanz verbessert werden

Polypropylen-Integralschaum ersetzt ABS

Schaumspritzgießen

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Spritzgießen

Compound

Kunststoff Werkstoffe

Thermoplaste

Kunststoffe, biobasiert

Biokunststoffe

Schaumstoffe und Vorprodukte

Kunststoffe

Photonik

Optik

Schaumstoffe

Polypropylen-Compound

Polypropylen

Kunststoffe, bioabbaubar

Mit geringerem CO2-Fußabdruck  servieren

Duroplaste bestechen durch ihre mechanische Stabilität, gute Medienbeständigkeit und flammhemmende Wirkung. Gegenüber Hochleistungsthermoplasten weisen sie allerdings meist eine höhere Dichte auf und erhöhen damit bei einer direkten Substitution das Bauteilgewicht. Duroplastschäume könnten dieses Problem lösen, bisher gibt es jedoch noch kein serienreifes Verfahren für deren Herstellung im Schaumspritzgießen. Zwei dafür mögliche Verfahren wurden nun im Projekt FoamSet entwickelt.

Bild 4. Duroplast-Schaum aus einem atmenden Werkzeug: Die Kunststoffmatrix erscheint in hell, die Schaumporen in Schwarz. Gut zu erkennen ist die Abgrenzung zwischen Randschicht und geschäumtem Kern  

Schaumspritzgießen von Duroplasten

Duroplast-Spritzgießen

Duroplaste

Verfahren zum Duroplast-Schäumen

Bioschäume kombinieren die Vorteile von Biokunststoffen und Polymerschäumen. Doch welche Kunststoffe und Schaumverfahren stehen für deren Herstellung gegenwärtig überhaupt zur Verfügung? Ein Überblick über den aktuellen Stand bei Bioschäumen.

Materialüberblick Bioschäume

Partikelschäumen

Schäumen / Reaktive Verarbeitung

Kombiniert zu höherer Nachhaltigkeit

Im Gegensatz zu Thermoplasten werden Duroplaste selten geschäumt. Das liegt unter anderem daran, dass bisher noch wenige serienreife Verfahren zur Herstellung von Duroplastschäumen existieren. Auch beim Schaumspritzgießen fehlt ein solches bisher. In einem Forschungsprojekt wurde nun ein derartiges Verfahren entwickelt und auch untersucht, wie sich die Struktur des Schaums gezielt einstellen lässt.

Teil 2 des Artikels beschäftigt sich mit Designparametern für das Schaumspritzgießen von Duroplasten

Duroplastische Werkstoffe

Duroplastschäume nach Maß

Schaumspritzgießen ist ein Verarbeitungsverfahren zur Serienproduktion von geschäumten Kunststoffteilen, welches ein zunehmendes Interesse und Verwendung in der Industrie erlangt. Jedoch sind die Anwendungen aufgrund unzureichender Kenntnisse der Prozessführung und der mechanischen Eigenschaften, der begrenzten Nutzung des Leichtbaupotentials sowie eingeschränkter Oberflächenqualitäten begrenzt. Alle diese Nachteile sind mit der Zellstruktur verbunden. Die Strukturmerkmale wie Randschichtdicke, Zellgröße, Dichte und Homogenität werden während des Verfahrens ausgebildet. Daher ist die Kontrolle der Zellbildungsmechanismen der Schlüssel, um den Einschränkungen entgegenzuwirken und die mechanischen Eigenschaften zu optimieren.

Spritzgießsimulation

Software

Simulation

Industrie 4.0 für die Kunststoffverarbeitung

Industrie 4.0

Controlling cellular structure in thermoplastic foam injection molding – influence of processing and mold technologies

Die Lokalisierung des technischen Supports und der Produktentwicklung in Europa ist der nächste Schritt des Unternehmens bei der Geschäftsexpansion seiner Hochleistungs-Partikelschaumstoffe der SunForce-Familie.

Asahi Kasei Europe hat in seinem Düsseldorfer Forschungs- und Entwicklungszentrum ein Labor für geschäumte Kunststoffe eröffnet.

Technische Kunststoffe

Asahi Kasei Europe eröffnet Schaumstofflabor in Düsseldorf

Für das Exterieur von Fahrzeugen hat Kraiburg TPE eine Compoundreihe mit einem Post-Industrial-Recyclinganteil (PIR) von mindestens 20 % vorgestellt. Sie soll die Herstellung von Automobilbauteilen in hoher Qualität mit gleichzeitig reduziertem CO2 -Fußabdruck ermöglichen.

Mit einem Post-Industrial-Recyclinganteil von mindestens 20 % erfüllt die RC/UV-Reihe die hohen Ansprüche der Erstausrüster.

Thermoplastische Elastomere

Automotive

Elektronik

Recycling

Umweltmanagement

Kunststoff

Bauwesen

Baustoffe

Kunststoff-Recycling

Kunststoff-Aufbereitung

TPE mit Recyclinganteil für das Automobilexterieur

Die KraussMaffei Technologies GmbH , München, stellt mit der Variodüse eine Möglichkeit zum Verarbeiten von Polyurethan (PUR) vor. Der Druck im Mischkopf wird auch bei schnellen Wechseln in der Austragsmenge der PUR-Komponente konstant gehalten. So lassen sich Bauteile in unterschiedlichster Größe und Härte bei durchgehend hoher Qualität fertigen.

Variodüse für Polyurethan-Austrag 

Polyurethan

Flexible Austragsmenge bei konstantem Druck 

Unter der Marke Amppleo bietet die Braskem S.A. , Sao Paulo/Brasilien, ein hochschmelzfestes Polypropylen (PP-HMS) für die Herstellung von vielseitigen und hochleistungsfähigen Schäumen an. Der Kunststoff unterstützt laut Hersteller Temperaturen bis zu 100°C ohne Verformung und ermöglicht Schaumstoffe mit einem Dichtebereich zwischen 35 und 300 kg pro Kubikmeter. Amppleo kann für leichtgewichtige Produkte verwendet werden und bietet eine gute Wärme- und Schalldämmung. Das Material ist zu 100% recycelbar, so die Pressemitteilung.

Als Schaumstoff geeignet 

Hochschmelzfestes Polypropylen Amppleo 

Für leichte Bauteile aus ABS-Styrolpolymeren mit hoher Oberflächenqualität wurde das Schaumspritzgießverfahren angepasst. Über das vertiefte Verständnis von Struktur-Eigenschafts-Beziehungen zwischen Polymer und Bauteil konnte gezeigt werden, dass das gute Fließverhalten teilkristalliner Schmelzen mit den guten Schaumbildungseigenschaften amorpher Thermoplaste kombinierbar ist, wenn Blends aus beiden Materialklassen verwendet werden. 

Optimiertes ABS-Schaumspritzgießen für Leichtgewichtbauteile  

Polystyrol

Styrol-Copolymerisate

Oberflächentechnik

Luftig leichte Styrol-Kunststoffe 

Zukünftig wird das Geschäft mit Polyurethan (PUR) stark von der Digitalisierung und dem Aufbau geschlossener Stoffkreisläufe geprägt sein.

In China wird erstmals ein PUR-Harz kommerziell für die Herstellung glasfaserverstärkter Windrotorblätter genutzt

16:9

20:7

Polyurethan (PUR)

Messe K-Kunststoffmesse

kunststoffe.de

Polyurethan-Schaumstoffe (PUR)

Halbzeuge und Zwischenprodukte

Kunststoff-Halbzeuge

Standardkunststoffe

Absatz erreicht 20 Mio. Tonnen

Die Betrachtung der Diisocyanate unter REACH ist abgeschlossen. Die Details zum europäischen Verfahren hat der FSK mit der Neuauflage seines REACH-Leitfadens zu Diisocyanaten aufbereitet.

Der Leitfaden des FSK und der ISOPA/ALIPA informiert über den Ablauf des REACH-Verfahrens, den derzeitigen Stand und gibt Antworten auf häufige Fragen

Verbände, Institutionen, Messen

Dienstleistungen

Neue Restriktion im Umgang mit Diisocyanaten

Eine simultane Extrusion von Polyvinylchlorid-Profilen mit PS-Schaumkern ist aufgrund der unterschiedlichen Verarbeitungsbedingungen herausfordernd und wurde bisher nicht durchgeführt. Am Kunststoff-Zentrum SKZ wurde nun eine Versuchsanlage zur Erforschung dieses Verfahrens aufgebaut.

Frontalansicht des Extrusionswerkzeugs mit Rahmenheizkörper: Das Werkzeug kombiniert die PVC-Profilextrusion mit der PS-Schaumextrusion 

Verfahren zur kombinierten Extrusion von Fensterprofilen mit Schaumkern

Extrusion

PVC-Profile

Polyvinylchlorid

Dichtungsschäumen

Rohr- und Profilextrusion

Extrudieren und Schäumen  in einem Schritt

Ein großer Teil des Kunststoffabfalls im Meer stammt von der maritimen Industrie. Das dänische Unternehmen Plastix recycelt solche alten Fischernetze und Seile. Das hergestellte Granulat wird unter anderem zur Herstellung von expandiertem Polypropylen (EPP) verwendet.

11 % der Kunststoffabfälle im Meer stammen aus der maritimen Industrie. Für das Recycling der alten Fischernetze und Seile ist eine genaue Sortierung sehr wichtig 

Aus maritimen Kunststoffabfällen wird expandiertes Polypropylen

Kunststoff-Rezyklat

Vom Fischernetz zum Partikelschaum

JSP International hat die Markteinführung des Schaumstoffs Arplank in Europa bekannt gegeben. Bei diesem handelt es sich um einen hochelastischen, geschlossenzelligen Schaumstoff aus expandiertem Polyethylen (EPE).

Leichter als herkömmliche Verpackungsmaterialien und zu 100 % recycelbar – so kündigt JSP International seinen neuen Schaumstoff Arplank an

Verpackungsmaterial

Logistik

Polyethylen

Geschäumte Verpackungen mit  Recyclinganteil

Fertigung von weichen Sichtbauteilen in einem einstufigen Prozess

Neben einer einfachen und kostengünstigen Fertigung von Kunststoffbauteilen rückt zunehmend auch deren CO2-Fußabdruck und Recyclingfähigkeit in den Fokus. Für die Herstellung von Sichtbauteilen mit angenehmer Haptik wird deshalb nach Alternativen in der Produktion gesucht.

Neben einer einfachen und kostengünstigen Fertigung von Kunststoffbauteilen rückt zunehmend auch deren CO2-Fußabdruck und Recyclingfähigkeit in den Fokus. Für die Herstellung von Sichtbauteilen mit angenehmer Haptik wird deshalb nach Alternativen in der Produktion gesucht. Eine vielversprechende Möglichkeit dafür ist ein einstufiger Fertigungsprozess mit ausschließlich thermoplastischen Werkstoffen.

Eine weiche Oberflächenanmutung für Verkleidungsteile im Automobilinterieur ist in den mittleren und oberen Fahrzeugklassen schon länger Standard. Ihr Aufbau aus drei Lagen – Dekor, Schaum und Träger – verschiedener Materialarten ist mit hohem Aufwand und nicht unerheblichen Kosten bei der Herstellung verbunden. Das Werkstoffgemisch erschwert außerdem ein effektives Recycling. Es besteht deshalb ein starkes Interesse an alternativen Lösungen.

Durch einen einstufigen Fertigungsprozess nur mit thermoplastischen Werkstoffen und somit ohne Halbzeuge wäre eine deutliche Kostenreduktion möglich. Mit der Energie-, Zeit- und Ressourcenersparnis sowie der entfallenden Nach- und Vorbehandlung kann außerdem ein erheblicher Beitrag zur Klimaneutralität von haptischen Innenraumverkleidungsteilen geleistet werden. Das bietet die Chance, das Interieur auch in den unteren Fahrzeugklassen für ein angenehmes Nutzererlebnis aufzuwerten. Zudem bestünde durch einen solchen Prozess die Option, die Bauteile nach dem Ende der Lebenszeit wieder als Rohmaterial für neue Kunststoffteile mit dem Ziel einer weitgehenden Kreislaufführung der Rohstoffe zu verwenden.

TPE-Schaum mit geschlossener  Oberfläche

Die vier Unternehmen GK Concept, Allod Werkstoff, Arburg und Frimo arbeiten gegenwärtig gemeinsam an der Entwicklung eines entsprechenden Produktionsverfahrens. Die Grundidee dahinter ist nicht völlig neu: Die Nutzung des Gasdrucks einer mit Treibmittel beladenen thermoplastischen Kunststoffschmelze, um mittels Öffnungshub im Spritzgießwerkzeug aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE) einen Schaum mit geschlossener Oberfläche zu erzeugen.

Der Prozess wird als Hochdruckthermoplastschaumspritzgießen bezeichnet. Dabei wird die Kavität im ersten Schritt vollständig mit einer gasbeladenen Schmelze gefüllt, kurz mit Nachdruck beaufschlagt und anschließend durch einen Öffnungshub des Werkzeugs vergrößert. Durch den Druckabfall löst sich das Gas aus der Schmelze und bildet die Schaumstruktur aus. Im gleichen Prozessschritt erfolgt die stoffschlüssige Verbindung mit dem als Trägermaterial dienenden kompatiblen Thermoplast.

Die Realisierung ist anspruchsvoll und deshalb am ehesten mit einer gemeinsamen Anstrengung aller Beteiligten der Wertschöpfungskette möglich. Bei der einhergehende Material- und Prozessentwicklung inklusive Werkzeug und Bauteil übernimmt GK Concept die Prozessauslegung und Simulation, Allod Werkstoff die Materialentwicklung, Arburg die Anlagentechnik und Frimo die Werkzeugtechnik.

Weniger Oberflächendefekte auch ohne Sonderverfahren

Mit weichen Thermoplasten ist das Erzeugen eines feinzelligen gleichmäßigen Schaums schwierig. Bisherige Anwendungen weisen ein vergleichsweise hohes Gewicht und eine hohe Härte auf. Die größte Herausforderung besteht jedoch darin, die für das Thermoplastschaumspritzgießen (TSG) typischen Oberflächendefekte ohne die Nutzung von aufwendigen Sonderverfahren wie beispielsweise Gasgegendruck oder variotherme Werkzeugtemperierung zu reduzieren oder ganz zu vermeiden. Mit abnehmender Härte des Ausgangsmaterials steigt der Schwierigkeitsgrad bezüglich guter Oberflächenanmutung und Homogenität des Schaums.

Daher galt dem Schäumen im Projekt das Hauptaugenmerk. Die grundlegenden Untersuchungen fanden mit einem eigens für die TSG-Technologie konzipierten 1K-Versuchswerkzeug auf einer Mucell-Anlage statt. Die im Spritzgießprozess auftretenden Inhomogenitäten galt es prozessseitig zu minimieren und materialseitig in Hinblick auf die Homogenität der Zellstruktur abzufangen.

Gezielte Materialmodifikation hilft beim TPE-Schäumen

Form, Struktur, Material und Weichheit bedingen das Grifferlebnis des fertigen Bauteils. Zum Erzeugen der weichen Oberflächenanmutung werden für den Schaumprozess thermoplastische Elastomere (TPE) verwendet. Übliche TPE-Spritzgießmaterialien besitzen nur eine niedrige Schmelzefestigkeit. Bereits bei geringen Aufschäumgraden kann es zu einem Aufreißen der Zellwände kommen. Durch gezielte Materialmodifikation der TPE wird diese Problemstellung aufgegriffen. In Verbindung mit einem Thermoplast aus dem Bereich der Polyolefine als Trägerkomponente weist diese Werkstoffauswahl einige Vorteile auf, wie eine geringe Ausgangsdichte, niedrige Rohstoffkosten und sehr gute Kompatibilität. Zu den prozessbedingten Erfordernissen an die Materialien kommen weitere aus der Verwendung als Verkleidungsteile im Fahrzeug stammende Werkstoffanforderungen hinzu.

Beim Hochdruckschaumspritzgießen gibt es eine Reihe von Einflussfaktoren auf die Schaumstruktur und die Bauteilqualität. Dazu zählen das Material, das Treibmittel, das Design von Bauteil und Spritzgießwerkzeug und die Prozesskonfiguration. Für die Versuchsreihen wurden die Einflussfaktoren systematisch variiert. Die im Vorfeld durchgeführten Prozesssimulationen lieferten die Vorgaben für die Variationsbreite der Prozessparameter. Die Materialauswahl wurde zum Start auf zwei TPE-Typen unterschiedlicher Härte beschränkt.

Die ersten Versuchsreihen zeigten erwartungsgemäß diverse Fehler wie Lunker, Schlieren sowie ungleichmäßige und stellenweise aufgerissene Schaumstrukturen (Bild 1). Es ergaben sich aber auch erste positive Ergebnisse. Die Simulation eröffnet zusätzliche Möglichkeiten. Sie ermöglicht nicht nur die Prognose der Bauteilqualität, sondern macht auch den Teil des Versuchs, der im geschlossenen Werkzeug stattfindet, sichtbar. Dadurch sorgt sie für ein besseres Verständnis des Schäumprozesses. Sie liefert beispielsweise sehr detaillierte Informationen über Druck- und Temperaturverlauf in der Kavität. Beides sind maßgebliche Faktoren, die bestimmen, in welchem Maß mit dem Start des Öffnungshubes ein Schaumkern gebildet werden kann. Nur wenn die Kernschicht im Bauteil noch schmelzeflüssig und mit ausreichend Gas beladen ist, kann der Schäumprozess starten, der das Bauteil expandieren und so dem Öffnungshub folgen lässt. Die dabei stattfindende Wanddickenerhöhung bei gleichbleibender Masse führt zu einer deutlich reduzierten Dichte.

Für eine homogene Schaumstruktur ist ein gleichmäßiges Druckniveau im gesamten Bauteil notwendig. Das wird über den Nachdruck nach dem Ende der Formteilfüllung realisiert. Die Nachdruckdauer bestimmt dabei die Dicke der kompakten Randschicht. Idealerweise wird die Nachdruckphase sehr kurz gehalten, um das Bauteilgewicht und die Eindruckhärte der Schaumschicht nicht unnötig zu erhöhen. Sie kann aber auch dazu dienen, die Temperatur des schmelzeflüssigen Kerns in das passende Temperaturfenster für eine Schmelze mit hoher Dehnfestigkeit zu bringen.

Die häufigsten Oberflächendefekte waren Schlieren und Dellen. Schlieren entstehen, wenn das Gas in der Kavität aus der Schmelze austritt. Da im Werkzeug zum Start des Einspritzens nur der atmosphärische Druck herrscht, entsteht ein Druckgradient, der unvermeidlich zum Ausgasen führt. Begrenzen lässt sich das, indem schnellstmöglich gefüllt wird und die in der Kavität vorhandene Luft durch die Schmelzefront zusammengepresst wird, wodurch ein Gegendruck entsteht. Leichte Schlieren lassen sich gut durch eine strukturierte Werkzeugoberfläche kaschieren. Zudem hilft diese, den Effekt des Klebens des Bauteils an der Kavitätswand zu vermeiden.

Wenn die Schaumstruktur größere Zellen oder Lunker enthält, werden diese in Form von Dellen auf der Oberfläche sichtbar. Die kompakte Randschicht, die für eine weiche Schaumschicht mit geringer Dichte circa 0,5 mm dick sein sollte, kann aufgrund der geringen Steifigkeit des Materials derartige Fehlstellen nicht verbergen. Eine optimale Struktur besteht aus einem feinzelligen Schaum mit Porengrößen von maximal 100 µm.

Basierend auf den Ergebnissen der Versuchsreihen mit den ersten beiden Materialtypen und den Daten aus der Simulation erfolgten zielgerichtete Anpassungen der Materialformulierung. Bei den TPE-Materialien handelt sich um Compounds mit den wesentlichen Bestandteilen TPE-Blockcopolymer, einem Thermoplast, Weichmacher und Füllstoff sowie spezifischen Additiven. Auf den Schaumbildungsprozess wirkt sich sehr stark das Fließverhalten der Polymerschmelze unter Dehnbelastung aus. Durch Materialmodifikation ist eine höhere Schmelzefestigkeit und -dehnfähigkeit erzielbar. Gute Fließeigenschaften sind im Allgemeinen förderlich für die Blasenbildung.

Weitere Bedeutung für die entstehende Schaumstruktur besitzen Nukleierungsmittel. Sie erhöhen Nukleierungsdichte und -rate der Gasblasen [1]. Passive Nukleierungsmittel in den TPE-Compounds können dazu dienen, die Zellbildung zu verbessern. Art und Anteil der verwendeten Nukleierungshilfsmittel beeinflussen aber auch das Abkühlverhalten und die Oberflächenqualität. Mit sinkender Härte nimmt der Saugnapfeffekt des Materials an der Werkzeugoberfläche zu. Dadurch kann es zum Aufreißen der Schaumstruktur kommen. Eine Verbesserung der Oberflächeneigenschaften und eine erhöhte Temperaturfestigkeit des Materials können Abhilfe schaffen. Vor allem bei weicheren Materialien muss die Materialfestigkeit ausreichend sein, um Druck- und Schaumstrukturunterschiede zu kaschieren.

Die Tabelle zeigt in der Übersicht die Eigenschaften für ein TPE-Compound geeignet für das Schäumen und die Anwendung im Fahrgastinnenraum. Das Material ist sehr gut kombinierbar mit Polypropylen (PP). Als Verbund ergeben die beiden Thermoplaste ein sortenreines System. Für einen potenziellen Serieneinsatz sind allerdings noch weitere Prüfungen zum Beispiel zur Abrieb-, Kratz- und Cremebeständigkeit sowie dem Reinigungsverhalten notwendig.

Der CO2-Fußabdruck wird in naher Zukunft ein Parameter für die Vergabe neuer Projekte werden. Im ersten Schritt wurde im Projekt die CO2-Bilanz der TPE-Komponente betrachtet. Der allergrößte Teil der für den CO2-Fußabdruck relevanten Emissionen stammt aus der Produktion der Rohstoffe (Bild 2). Die Kommunikation entlang der Lieferkette ist entscheidend für die Erstellung zuverlässiger Kennwerte. Mögliche Emissionseinsparpotenziale können daraus ermittelt werden. Allerdings ist für eine sinnvolle Vergleichbarkeit eine Verbesserung der normativen Rahmenbedingungen erforderlich.

Die Haptik der TPE-Oberfläche kann außer über die Materialgrundhärte über den Öffnungshub maßgeblich beeinflusst werden. Mit zunehmendem Öffnungshub reduzieren sich die Eindruckkräfte (Bild 3) und die Dichte. Für eine angenehme Haptik hat sich eine Dichte von maximal 50 % der Kompaktdichte als zielführend erwiesen. Die maximal möglichen Öffnungshübe im Mucell-Verfahren ohne Reißen der Zellen betrugen bis zu dem Vierfachen der Startwanddicke, woraus sich eine Dichtereduktion auf bis zu 20 % der Kompaktdichte ergibt.

Mit den Modifikationen an Material, Prozess und den weiteren Einflussgrößen konnten weiche TPE-Teile mit homogener Schaumstruktur und schlierenfreier Oberflächen gefertigt werden (Bild 4). Die Verarbeitung dieser Konfiguration in einem 2K-Prozess auf einem PP-Träger (Bild 5) bestätigt das Anwendungspotenzial für weiche Oberflächen im Sichtbereich.

Mit der vorgestellten Entwicklung können die Prozessschritte bei der Herstellung geschäumter Sichtbauteile mit angenehmer Haptik im Automobilinterieur reduziert werden. Zusätzlich sind in der Schaumkomponente, im Vergleich zu Kompaktmaterial, Gewichtseinsparungen von bis zu 80 % erreichbar. Das bietet im Hinblick auf aktuelle Umweltdiskussionen einen deutlichen Vorteil. Durch die Verwendung kompatibler Thermoplaste kann das Bauteil am Ende der Lebenszeit als sortenreines System dem Kreislauf wieder zugeführt werden. Wegen der weichen angenehmen Oberfläche und der sehr guten Eignung für das 2K-Spritzgießen eignet sich das Verfahren besonders für Interieur-Bauteile wie Türbrüstungen sowie Arm- und Knieauflagen. Auf Basis der Simulationsergebnisse wird zukünftig eine Prognose der zu erwartenden Schaumqualität anhand von Prozesssimulationen möglich.

[1] Stange, J.: Einfluss rheologischer Eigenschaften auf das Schäumverhalten von Polypropylenen unterschiedlicher molekularer Struktur, Dissertation, Universität Erlangen-Nürnberg, 2006

Allod Werkstoff GmbH & Co. KG 

GK Concept GmbH  

Ausgabenartikel KU03-22

Bild 2. CO2-Fußabdruck (cradle-to-gate) eines Standard-TPS-Compounds mit 60 Shore A berechnet nach ISO 14067: Der überwältigende Anteil der Emissionen entsteht bei der Produktion der Rohstoffe.

Schäume aus TPE verfügen über eine angenehme und weiche Oberfläche. Mit einem entsprechenden Produktionsverfahren lassen sie sich außerdem effizient herstellen und bieten dadurch Vorteile bei der Klimabilanz.

Tabelle. Eigenschaften des TPE-Compounds für das Schäumen Allruna VS 29050688 von Allod

Bild 1. Bei den ersten Schäumversuchen traten noch Fehler wie Lunker, Schlieren, sehr große Schaumzellen und eine ungleichmäßige Schaumstruktur auf. 

Bild 3. Druckversuche an Proben mit verschiedenen Öffnungshüben: Der Öffnungshub beeinflusst maßgeblich die Haptik der TPE-Oberfläche.

Bild 4. TPE-Schaummuster, gefertigt in einem 1K-Prozess: Nach Anpassung des Materials und des Verfahrens lassen sich weiche TPE-Teile mit homogener Schaumstruktur fertigen.

Bild 5. TPE-Schaummuster mit PP-Träger, gefertigt im 2K-Schaumspritzgießen: Das Verfahren ermöglicht die Herstellung von weichen ansprechenden Sichtbauteilen für das Automobilinterieur.

KU 3-22_Allod - Hauptartikel

Dipl.-Ing. Jana Horn leitet die Entwicklung bei GK Concept in Dresden; <a href="mailto:j.horn@gkconcept.de">j.horn@gkconcept.de</a> Manuela Gehringer ist in der Entwicklung für Allod Werkstoff in Burgbernheim tätig. Alexander Heinze arbeitet in der Anwendungsentwicklung von Allod Werkstoff. Dipl.-Ing. Sebastian Pirl ist in der Entwicklung von GK Concept tätig; <a href="mailto:s.pirl@gkconcept.de">s.pirl@gkconcept.de</a>