IKV: Kunststoff und Metall in einem Prozessschritt auf einer Anlage gießen - Kooperation mit Osram

Demonstratorbauteil: Eine mittels IMKS kontaktierte Platine zur möglichen Ansteuerung verschiedener elektronischer Komponenten - (Bild: IKV).

Forschern des Instituts für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen ist es in Kooperation mit Osram gelungen, Kunststoff und Metall in einem Prozessschritt auf einer Anlage zu gießen. Die Anlage ermöglicht es nach IKV-Angaben beispielsweise, Kunststoffgehäuse von LED-Leuchten direkt mit Leiterbahnen auszustatten. Dadurch verkürzen sich Produktionszeiten, und es eröffnen sich neue Möglichkeiten im Produktdesign. Die neue Technologie basiert auf einer Standard-Spritzgießmaschine, die mit einem zusätzlichen, neu entwickelten Metalldruckgießaggregat ausgerüstet ist.

Vom Fernseher bis zur Taschenlampe: Elektronikprodukte aus Kunststoff gehören zu unserem Alltag. Um die Fertigung solcher Elektronikprodukte zu optimieren, entwickelte das IKV im Rahmen des Exzellenzclusters „Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer“ in den vergangenen Jahren eine neue Hybrid-Verarbeitungstechnik, das sogenannte Integrierte Metall/Kunststoff-Spritzgießen (IMKS). Ohne vor- oder nachgelagerte Bearbeitungsschritte wird die Fertigung elektrisch leitfähiger Kunststoff/Metall-Bauteile auf einer Maschine in einem Spritzgießwerkzeug ermöglicht.

In einem Kooperationsprojekt mit Osram haben die Projektpartner IKV, KraussMaffei und die Krallmann-Gruppe nun eine industrienahe Produktion von Kunststoff/Metall-Hybridbauteilen für Elektronikanwendungen umgesetzt. Zentrale Aufgabenstellung der Forscher war die Erarbeitung einer Strategie zur Einbindung der niedrigschmelzenden Lote in Sichtbauteile. Das besondere Augenmerk lag dabei auf der Kontaktierung elektrischer Einlegeteile sowie unterschiedlicher Kontaktflächen oder -geometrien.

Auf Basis der Untersuchungen zu möglichen Fließkanalgeometrien und Fließweglängen entwickelten die Forscher ein Demonstratorbauteil, das die Möglichkeiten der IMKS-Technologie aufzeigt.

Die Erkenntnisse zur Kontaktierung elektronischer Einlegeteile im Spritzgießwerkzeug veranlassen die Projektpartner nun, diese innovative Technologie weiterzuentwickeln. Als nächster Schritt ist die Anwendung in der Serie bei Osram geplant. Osram und das IKV versprechen sich aus dieser weiteren Kooperation einen erheblichen technologischen Schub.

Die Vorteile des IMKS werden von den IKV-Forschern wie folgt beschrieben:

Integration elektrisch leitfähiger, metallischer Leiterbahnen zur Realisierung einer Heiz- bzw. Leuchtfunktion
Prozesssichere Verarbeitung der Metalllegierung durch neuentwickelte Aggregattechnik
Direkte Herstellung mehrerer potenzialgetrennter, dreidimensionaler Leiterbahnen mit einer einzelnen Heißkanaldüse
Direkte Kontaktierung elektronischer Funktionselemente wie Kondensatoren, integrierten Schaltkreisen oder LEDs
Nachbearbeitungsfreie Fertigung in automatisierter Fertigungszelle
Integrierbarkeit der Anlagentechnik in eine konventionelle Spritzgießmaschine

Weitere Informationen: www.ikv-aachen.de, www.osram.de

Institut für Kunststoffverarbeitung, Aachen

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