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07.05.2019

Einstufige Herstellung von Hybridbauteilen

Metall-Kunststoff-Hybride aus einem Werkzeug

Im öffentlich geförderten Projekt Medimold entwickeln mehrere Partner ein einstufiges Verfahren zur Herstellung von Kunststoff-Metall-Hybridbauteilen (© Simcon/Medimold)

Im Rahmen des Forschungsprojekts „Medimold“ entwickelte die Simcon kunststofftechnische Software GmbH, Würselen, zusammen mit Forschungspartnern einen einstufigen Herstellungsprozess für Metall-Kunststoff-Hybridbauteile, die beispielsweise für Leiterbahnen verwendet werden. Das neue Verfahren reduziert Rüst- und Montagezeiten in der Fertigung, verringert den Materialbedarf und spart Arbeitsschritte ein.

Die intelligente Kombination aus Kunststoff und Metall in einem Hybridbauteil minimiert das Gewicht. Zudem sparen die Produzenten Kosten, weil Nachbearbeitungen entfallen und der Herstellprozess in einem Arbeitsgang erfolgt. Bisher werden bei der Herstellung vorher in einem separaten Herstellungsprozess gefertigte Metallteile umspritzt.

Ein Werkzeug für die Metall- und die Kunststoffkomponente

Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderte Forschungsprojekt „Medimold“ geht einen Schritt weiter: Die Experten für Spritzgieß-Simulation von Simcon, das Gießerei-Institut der RWTH Aachen und das Kunststoff-Institut Lüdenscheid entwickelten dabei mit weiteren Industriepartnern (z. B. KraussMaffei Technologies GmbH, Rafi GmbH & Co. KG uvm.) einen schnelleren und wirtschaftlicheren, einstufigen Prozess für die Herstellung der Hybridbauteile. Dabei wird in einem Werkzeug sowohl das Kunststoffteil gefertigt als auch der metallische Leiter aufgespritzt.

„Dieser einstufige 2-Komponenten-Prozess ist für alle Projektpartner Neuland“, sagt Max Mades, Projektverantwortlicher bei Simcon. „Mit der Projektteilnahme bleiben wir Spitzenreiter bei der Entwicklung neuer Prozesse.“ Für das Forschungsprojekt entwickelten die Partner eigens ein Spritzgießwerkzeug mit einer Metall-Einspritzeinheit. Bei der Auswahl der Werkstoffe berücksichtigte das Team neben thermischen und elektrischen Eigenschaften auch die Recyclingfähigkeit. Die Wahl der Metallkomponente fiel auf eine Zinn-basierte Legierung; bei der Kunststoffkomponente setzen die Partner sowohl auf Thermoplaste wie auch Duroplaste.

Simulation unterschiedlicher Materialparameter

In zahlreichen Versuchen ermittelten die Forschungspartner die Wechselwirkungen zwischen Metall und Kunststoff sowie die optimalen Prozessparameter. Simcon unterstützte das Projekt mit umfangreichen Simulationen und dem Einbringen seiner Expertise im Bereich der Kunststoffverarbeitung. Die Ergebnisse zeigen, dass der einstufige Prozess großes Potenzial für Taktzeiten, Produktionseffizienz und Maschinenauslastung bietet.

Die Untersuchungen zeigten auch, dass die Trägheitskräfte ein wichtiger Faktor sind. „Bei Kunststoffschmelzen sind die Trägheitskräfte aufgrund der hohen Viskosität vernachlässigbar“, erklärt Mades. „Bei Metallen ist das anders. Dieses Phänomen kann Cadmould nun berücksichtigen und auch Metallschmelzen simulieren.“ Von dieser Pionierarbeit profitieren auch die Kunden von Simcon: Ab Oktober 2019 ist Cadmould 3D-F in der Version 12 zum ersten Mal mit der erweiterten Funktionalität für Metallschmelzen erhältlich. (as)

Weitere Informationen über das Forschungsprojekt Medimold finden Sie unter www.medimold.de

Weiterführende Information
  • Erschienen in Kunststoffe 05/2019

    Präzise berechnetes Temperaturverhalten

    Simulation der Kühlung mit Temp-Flex-Schläuchen

    Die Simcon kunststofftechnische Software GmbH, Würselen, hat den Funktionsumfang ihrer modularen Simulationssoftware Cadmould erweitert....   mehr

    Simcon GmbH

  • Erschienen in Kunststoffe 01/2019

    Virtuelle Bauteilfehler zum Anfassen

    Neue Version der Simulationssoftware Cadmould

    Der Simulationsspezialist Simcon erweitert den Funktionsumfang seiner Software. Mit der neuen Version und einem 3D-Drucker lassen sich unter anderem Parameter wie Schwindung und Verzug haptisch bewerten.   mehr

    Simcon GmbH

  • 29.11.2017

    Simcon holt die nächste Generation in die Geschäftsführung

    Für die Zukunft gerüstet

    Unternehmensgründer Dr.-Ing. Paul F. Filz beruft seine Tochter Ines Filz in die Geschäftsführung des Simulationsunternehmens. Zuvor war sie drei Jahren im Bereich der Unternehmensentwicklung tätig.   mehr

Unternehmensinformation

Simcon GmbH

Schumanstr. 18a
DE 52146 Würselen
Tel.: 02405 64571-0
Fax: 02405 64571-20

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