Sie sind anspruchsvoll in der Verarbeitung, aber der ideale Werkstoff für Bauteile, die unter massiven Bedingungen langfristig dimensionsstabil bleiben müssen: rieselfähige Duroplaste. Hohe Fasergehalte und Chargenschwankungen erschweren die Schussgewichtskonstanz – […]
Erfolgreiche Feuertaufe in der Duroplast-Großserie: Mit APC plus konnte Baumgarten den Ausschuss bei der Herstellung von Ölpumpenstellringen signifikant verringern. (Foto: KraussMaffei)
Sie sind anspruchsvoll in der Verarbeitung, aber der ideale Werkstoff für Bauteile, die unter massiven Bedingungen langfristig dimensionsstabil bleiben müssen: rieselfähige Duroplaste. Hohe Fasergehalte und Chargenschwankungen erschweren die Schussgewichtskonstanz – deshalb bietet KraussMaffei, München, die Maschinenfunktion APC plus (Adaptive Process Control) nun auch für Duroplaste an.
Bremskolben und Komponenten für Ölpumpen haben viel auszuhalten: Temperaturen bis 400 °C und aggressive Medien dürfen ihre Funktionstüchtigkeit nicht beeinträchtigen. Die Toleranz liegt teilweise bei nur 10 µm – für die gesamte Fahrzeuglebensdauer. Faserverstärkte Duroplaste sind das ideale Material für die hochkomplexen technischen Teile, stellen aber besondere Ansprüche an die Verarbeitung. So muss ohne Rückstromsperre gearbeitet werden, weil die Vernetzung teilweise schon in der Schnecke stattfindet, außerdem sind Chargenschwankungen ausgeprägter als bei Thermopolasten. Die Schussgewichtskonstanz wird zur Herausforderung.
KraussMaffei hat die bereits bewährte Maschinenfunktion APC plus (APC = Adaptive Process Control) deshalb weiterentwickelt und bietet sie auch für Duroplaste an. APC plus misst unter Berücksichtigung von Materialeigenschaften, etwa der jeweiligen Kompressionskurve, konstant die Viskosität der Masse und passt anhand eines prognostizierten Einspritzvolumens die Umschaltposition und die Nachdruckhöhe im aktuellen Schuss an.
Füllstoffgehalte von bis zu 80 %
Dies ist besonders bei hohen Füllstoffgehalten von bis zu 80 % wichtig. Denn durch sie und die niedrigen Verarbeitungstemperaturen sind die Formmassen im Vergleich zu Thermoplasten kaum kompressibel. Minimale Abweichungen des Füllbeginns, die für das Bedienpersonal im Prozess nicht sichtbar sind, oder des Restmassepolsters schlagen sich direkt im eingespritzten Volumen nieder. Ohne automatisierte Korrekturmöglichkeit steht man dem machtlos gegenüber.
Das Projektteam für die erfolgreiche Integration von APC plus in der Duroplast-Großserie (v.l.): Nicolina Topic (KraussMaffei), Linus Schneider und Jan Hirz (beide Baumgarten) sowie Cordula Wieland (KraussMaffei). (Foto: KraussMaffei)
APC plus hingegen hält die volumetrische Füllung der Kavität konstant, sowohl bei rieselfähigen Duroplasten, bei BMC (Bulk Molding Compound) wie auch bei Flüssig- und Feststoffsilikonen (LSR und HTV). Steigt beispielsweise bei der BMC-Verarbeitung die Zylindertemperatur um 2 °C, was bei einem driftenden Temperiergerät oder sommerlicher Hitze schnell der Fall sein kann, und wird der Kunststoff dadurch flüssiger, schaltet APC plus früher vom Einspritz- auf den Nachdruck um. Außerdem wird die Nachdruckhöhe herabgesenkt. Beides geschieht, um eine Überfüllung des Bauteils zu vermeiden. „Sowohl in zahlreichen Versuchen im Labor, aber auch bei unseren Kunden konnten wir den Variationskoeffizient des Bauteilgewichts halbieren und somit eine deutlich gesteigerte Gutteilausbeute erreichen”, betont Cordula Wieland, Produkt- und Technologiemanager bei KraussMaffei.
Feuertaufe bestanden
APC plus für Duroplaste hat seine Feuertaufe bereits bestanden: Der KraussMaffei-Kunde Baumgarten Automotive Technics GmbH, der schon in die Entwicklung eingebunden war, fertigt damit seit einem Jahr Ölpumpenstellringe im kontinuierlichen Dreischichtbetrieb und konnte den Ausschuss signifikant verringern.
