Evonik: Hybridbauteile automatisiert herstellen

Die Probekörper aus verzinktem Stahl und "Vestamed" Terra von Evonik wurden in einem Fertigungsschritt tiefgezogen, hinterspritzt und mit dem Haftvermittler "Vestamelt" Hylink stoffschlüssig verbunden.

Vor sechs Jahren bei der K 2010 angekündigt, 2013 zum ersten Mal in einem Serienbauteil eingesetzt, hat die Fertigung von Kunststoff/Metall-Hybridbauteilen mit dem Copolyamid-Haftvermittler "Vestamelt" Hylink nun die nächste Stufe genommen. Das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) der RWTH Aachen hat ein Verfahren entwickelt, bei dem Tiefziehen und Hinterspritzen der Metallkomponente in einem Arbeitsgang im Spritzgießwerkzeug vereint und so die Fertigung automatisiert werden kann. Für dieses Verfahren sei eine stoffschlüssige Verbindungstechnik zwingend erforderlich, wie sie "Vestamelt" Hylink bieten soll.

Üblicherweise werden Metall- und Kunststoffkomponente von Hybridbauteilen mit Hilfe von kraft- oder formschlüssigen Verbindungselementen, wie Schrauben, Nieten oder Um- und Durchspritzungen miteinander verbunden. Eine belastbare aber auch schwere Lösung, die zwei Arbeitsstationen erfordert: Die Umformung und Lackierung des Metallteils im Blechverarbeitungsbetrieb und die Verbindung mit dem Spritzgießteil im Kunststoffverarbeitungsbetrieb. Dazwischen ist zusätzlich Zeit und Kosten für den Transport und Reinigung einzuplanen.

Der Haftvermittler "Vestamelt" Hylink hingegen verbindet laut Evonik die beiden Komponenten stoffschlüssig miteinander ohne weitere Verbindungstechnik. Dabei soll sich das Gewicht um bis zu 20 Prozent reduzieren und/oder sich die Leistungsfähigkeit des Bauteils im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen erhöhen. Bislang seien auch hier zwei Arbeitsschritte erforderlich: Einerseits Umformen des bereits mit Copolyamid-Haftvermittler beschichteten Metallteils und andererseits Hinterspritzen und gleichzeitiges Verbinden mit der Kunststoffkomponente. Diese beiden Prozesse sollen bei dem neuen Verfahren miteinander kombiniert werden: Umformen, Verbinden und Hinterspritzen erfolgen in einem Arbeitsschritt und in einem Werkzeug. Durch Einsparung eines kompletten Fertigungsschrittes sollen Kosten und Zeitaufwand für Umformen und Transport entfallen, die Herstellung soll so voll automatisiert werden können.

Die Entwicklung des Verfahrens "Herstellung von Strukturbauteilen durch Tiefziehen und Hinterspritzen im Spritzgießwerkzeug" durch das IKV, gefördert durch die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen Otto von Guericke e.V. (AiF, Fördernummer IGF-18075N), habe durch die Verwendung des Haftvermittlers "Vestamelt" Hylink, der im Spritzgießwerkzeug zwischen Metall und Kunststoff eine stoffschlüssige Verbindung herstellt, erfolgreich abgeschlossen werden können. Besonders geeignet seien polare Kunststoffe, wie z.B. Polyamide oder Polyphthalamide, häufig eingesetzt werden PA6 und PA66. Für verbesserte mechanische Eigenschaften nach Konditionierung bietet Evonik biobasierte "Vestamid" Terra Polyamide 610 und 1010 sowie für gesteigerte Anforderungen an Temperatur, Chemikalienbeständigkeit und geringe Wasseraufnahme "Vestamid" HTplus Polyphthalamid-Formmassen. Dadurch werde das Anwendungsfeld - Strukturbauteile und andere Teile in der Automobilindustrie und Elektrotechnik - weiter vergrößert.

Live-Demonstration während der K 2016
Wie das Verfahren funktioniert, können Besucher der K 2016 am Stand D22 der Wittmann Battenfeld GmbH in Halle 16 erfahren. Hier wird an einem Demonstrator, der sich aus dem Näpfchenziehversuch ableitet, der vollautomatisierte Prozess gezeigt. Zum Einsatz kommen "Vestamelt" Hylink und "Vestamid" Terra HS1850, ein Polyamid 610 mit 30 Prozent Glasfaseranteil.

Weitere Informationen:
www.vestamelt.com, www.vestamid.de, www.evonik.de, www.wittmann-group.com

K 2016, 19.–26.10.2016, Düsseldorf, Halle 16, Stand D22

Evonik Industries AG, Essen

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