Georg Kaufmann: Funktionelle Oberflächen und Fertigungslösungen aus der Automobilindustrie

Bild 1: Mit einem beim Spritzgiessen integrierten kapazitiven Sensor im Randbereich des Demonstrator-Teils lässt sich die Helligkeit der Leuchtfolie in der Mitte einstellen. Foto: Georg Kaufmann Formenbau AG, Busslingen/Schweiz

Funktionelle Oberflächen für zahlreiche Anwendungen in der Kunststoffbranche
Mit zwei Themenschwerpunkten untermauert die Georg Kaufmann Formenbau AG, Busslingen/Schweiz, auf der K 2010 ihre Leistungsfähigkeit und Innovationskraft. Dies sind:

Die Herstellung von Bauteilen mit funktionellen Oberflächen (z.B. selbstleuchtend, transparent, heizbar, Softtouch) und/oder mit integrierten Sensoren. Dafür hat Kaufmann sein Duo-Lamination-Verfahren für das Hinterspritzen und Hinterprägen weiterentwickelt und ein vielfältig einsetzbares Demonstrator-Werkzeug gebaut.
Die Übertragung von Fertigungslösungen, die sich in der Automobilindustrie bewährt haben, auf ähnliche Verarbeitungsaufgaben bei anderen Kunststoffanwendungen, beispielsweise in der Möbel-, Sport- und Hausgeräteindustrie.

Bild 2: Das in einem Fertigungsschritt durch Hinterspritzen hergestellte Demonstator-Teil weist einen robusten, mit Textil oder Alcantara veredelten Randbereich auf, während eine rückseitig mit Schaum beschichtete Folie in der Mitte eine Softtouch-Oberfläche ergibt. Foto: Georg Kaufmann Formenbau AG, Busslingen/Schweiz

Bei beiden Themen ist die Georg Kaufmann Formenbau Partner im internationalen PRIMUS Netzwerk von KraussMaffei, und auf dem Messestand dieses Unternehmens ist Kaufmann während der K 2010 ebenfalls zu finden (Halle 15, Stand 15/C24). Darüber hinaus arbeitet Kaufmann mit weiteren Partnern wie Rohstoff- und Leuchtsystem-Hersteller sowie die Technische Universität Chemnitz zusammen.

Die vielfältigen Möglichkeiten der Oberflächengestaltung werden Musterteile auf der K 2010 für die Funktionen Sensor, Touch, Lighting und Surface anschaulich zeigen und fühlbar machen. Dazu erläutert Roger Kaufmann, Leiter Entwicklung und Vertrieb: "Kunststoffbauteile mit funktionellen Oberflächen und mit integrierter Sensorik eröffnen eine neue Welt – nicht nur in der Fahrzeugbranche, sondern weit darüber hinaus".

Auch bei den Bauteilen mit funktionellen Oberflächen ist das gemeinsame Merkmal der von Kaufmann entwickelten Technologien die Zusammenfassung von bisher getrennten Arbeitsschritten in einen einzigen, hoch automatisierten Fertigungsablauf. Mit diesen Fertigungslösungen können Kunststoffverarbeiter anspruchsvolle Multifunktionsteile herstellen und sie erreichen gleichzeitig erhebliche Kosten- und Qualitätsfortschritte.

Demonstrator-Werkzeug zeigt Potenziale auf
Zur Veranschaulichung des werkzeug- und verfahrenstechnischen Potenzials hat Kaufmann ein Demonstrator-Werkzeug entwickelt und mit Unterstützung von KraussMaffei gebaut. Damit kann das Unternehmen in seinem Tech-Center charakteristische Musterformteile herstellen. Sie bestehen aus dem Außenbereich, der in der Regel ein Textildekor aufweist, und dem Innenbereich, der mit weitgehend frei wählbaren Dekor- und Funktionsmaterialien ausgestattet werden kann. Auf diese Weise lassen sich an den Musterteilen unterschiedlichste, für die künftige Anwendungen relevante Funktionen und Oberflächen realisieren. So können Entwickler und Designer an ein und demselben Bauteil verschiedene Ausführungen vergleichen und bewerten.

Das Demonstrator-Werkzeug nutzt die Duo-Lamination-Technologie und weitere bewährte Technologien für die Herstellung der Musterteile. So ist sichergestellt, dass bei der anschließenden Umsetzung in die Produktionspraxis keine verfahrens- oder werkzeugtechnischen Schwierigkeiten auftreten – vor dem Produktionsstart ist nur noch die übliche Feinabstimmung notwendig.

Die Leistungsfähigkeit und Anwendungsbreite der mit dem Demonstrator hergestellten Teile zeigen vier mit Oberflächeneigenschaften verknüpfte Themenfelder.

Ambient Sensors bezeichnet die Integration von kapazitiven Sensoren in ein Bauteil. Dazu werden der oder die Sensoren meist im Textil-hinterspritzten Aussenbereich in das Musterteil integriert. Durch eine einfache Berührung der Sensoren (Bild 1) lassen sich dann beispielsweise Beleuchtung oder Scheibenheber betätigen oder die Heizung regulieren. In der Hausgeräteindustrie können solche Sensoren Ein- und Umschaltfunktionen auslösen.
Unter Ambient Touch sind die Möglichkeiten zur Beeinflussung der Haptik der Bauteiloberfläche zusammengefasst (Bild 2). Ergänzend zu den Unterschieden zwischen verschiedenen Kunststofffolien und Textilien ergeben Metallfolien Oberflächen, die sich kühl anfühlen, während Heizfolien angenehm warme Oberflächen ermöglichen. Über die Kfz-Branche hinaus lässt sich Ambient Touch bei der Ausstattung von Nah- und Fernverkehrszügen, Strassenbahnen oder Flugzeugen sowie in der Geräte-, der Möbel- und der Freizeitindustrie einsetzen – in diesem Fall z. B. zum Beheizen von Stadionsitzen.
Bei Ambient Lighting sind Elektrolumineszenz(EL)-Folien oder Leuchtdioden (LEDs) als farbige Leuchtelemente in das Musterteil integriert. Dies eröffnet beim Design von Displays oder berührungsempfindlichen Tastaturen und ähnlichen Baugruppen völlig neue funktionelle und gestalterische Möglichkeiten, beispielsweise auch in der Unterhaltungselektronik oder bei Hausgeräten.
Der schnelle Wechsel von Dekormaterialien ist unter dem Begriff Ambient Surface zusammengefasst. Dadurch lassen sich ohne Produktionsunterbrechung Bauteile mit unterschiedlicher Oberflächenanmutung herstellen.

Vernetzung – die Antwort der Kunststoffbranche auf die Globalisierung
Damit andere Anwenderbranchen das Potenzial dieser Fertigungsverfahren nutzen können, unterstützt Kaufmann im Sinne des PRIMUS Netzwerks eine intensivere Vernetzung zwischen Maschinenbau, Werkzeugbau, Herstellern von Rohmaterialien und Folien auf der einen Seite sowie Verarbeitern und Anwendern auf der anderen Seite. Das Ziel: An die Stelle der schrittweisen Abläufe mit der traditionellen Trennung von Entwicklung und Fertigungsplanung tritt eine integrierte, vernetzte Produkt- und Verfahrensoptimierung. Diese Arbeitsweise führt stets zu besseren und häufig auch zu neuartigen Gesamtlösungen. Da sie sehr frühzeitig in der Produktentwicklung einsetzt, erweitert sie die bisher kaum genutzte Möglichkeit, Kenntnisse und Erfahrungen branchenübergreifend anzuwenden.

Eine solche Vernetzung, also eine systemische Arbeitsweise in Entwicklung und Produktion, stellt die Antwort der Produktionstechnik auf die Herausforderung der Globalisierung dar: Die Vernetzung überwindet Branchengrenzen, so wie die Globalisierung Ländergrenzen überwunden hat. Und so, wie die Globalisierung zum Erfolgsmodell für die Wirtschaft geworden ist, wird sich die Vernetzung zum Erfolgsmodell der Produktionstechnik entwickeln.

Diese Vernetzung setzt Kaufmann um. Im eigenen Tech-Center führt das Unternehmen für seine Kunden komplette Entwicklungsprojekte durch und bezieht dabei je nach Aufgabe und Anforderungen weitere Partner mit ein. Bei diesen Projekten reicht die Entwicklungskompetenz der Fachleute von Kaufmann von der Innovationsfindung über die verfahrens- und prozessgerechte Gestaltung und Auslegung bis zu einer auf die fertigungstechnischen Wünsche des Kunden abgestimmten Ausführung der Werkzeug- und Anlagentechnik.

Weitere Informationen: www.gktool.ch

K 2010, 27.10.-3.11.2010, Düsseldorf, Halle 15, Stand 15/C24

Georg Kaufmann Formenbau AG, Busslingen, Schweiz

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