Kunststoff Glossar

Hier werden wichtige Begriffe und Verfahren aus dem Bereich Kunststoff, Kunststofftechnik und Kunststoff-Engineering erläutert.

Kunststofftechnik

Die wissenschaftliche Erprobung und Untersuchung der Eigenschaften von Kunststoffen ist das Arbeitsgebiet der Kunststofftechnik. Chemische, biologische oder physikalische Aspekte der verschiedenen Klassen von Kunststoffen werden evaluiert, um Neuentwicklungen oder Verbesserungen gewünschter Materialeigenschaften  voranzubringen. Dies umfasst auch die Optimierung von Verfahrensprozessen, die Anwendungen oder Einbringung neuer Verbindungsklassen (biogene Kunststoffe).

Kunststoff Engineering

 
Formenbau
Für die Herstellung von Gussteilen, Spritzgiessteilen oder Druckgießen werden Formen benötigt. Dies sind in der Serienproduktion Dauerformen, die meist aus Metall bestehen. Ein metallisches Formteil besteht in der einfachsten Variante aus Matrize (Negativ der Außenform) und Kern ( Innenform). Der dadurch gebildete Hohlraum wird als Kavität bezeichnet.
 
Mehrkomponenten-Spritzguss
Art des Spritzgießens, bei dem zwei oder mehr Spritzeinheiten in einer Spritzgießmaschine zusammenarbeiten, um ein Werkteil zu erzeugen. Verschiedene Techniken erlauben Produkte mit exakt abgegrenzten Komponenten. (Hart / Weich, verschiedene Farben, unterschiedliche Kunststoffe etc.)
 
 
Technische Kunststoffteile
Finden insbesondere in der Medizintechnik, in der Automobilindustrie und in der Elektrotechnik Anwendung.
 
 
Modelle
Modellerstellung; Bei der Neuherstellung von Formen, die in Gießereien/ Spritzguss verwendet werden, spricht man ebenfalls von "Modell". Sie dienen als Vorlage und Anschauungsobjekt für die spätere Gußform bzw. Spritzgießwerkzeug. Beispiele für derartige Modelle sind:
Urmodelle
Gießereimodelle
Funktionsmodelle
Designmodelle
Rapid Prototyping
Prototypen
 

2-K-Teile,  3-K-Teile, 2-K-Spritzguss
zwei oder verschiedene Kunststofftypen oder Kunststoffmodifikationen werden zu einem Teil zusammengefügt.

Kunststoffverarbeitung

Folgende Techniken und Methoden werden häufig in der Kunststoffverarbeitung eingesetzt:
 
 
Kunststoff-Extrusion
 

Bei dem Extrusion genannten Vorgang werden Kunststoffe durch eine Düse gepresst. Der Pressvorgang erfolgt kontinuierlich (Strang). Dazu wird der Kunststoff zunächst durch einen Extruder, dies können Ein- (bei Polyolefinen wie Polyethylen, Polypropylen) oder Zweischnecken-Extruder (wandgleitende Substanzen, z.B. PVC) sein, mittels Heizung und innerer Reibung aufgeschmolzen und homogenisiert. Hier wird auch der benötigte Druck für das Durchfließen der Düse erzeugt. Nach Austritt aus dem Profilwerkzeug, dem Formgebungsteil, tritt das Profil in den ersten Kühlabschnitt, der so genannten Kalibrierung. Das Kalibriersystem, meist eine Vakuumkalibrierung, kühlt das Profil ab. Das Anlegen von Vakuum ermöglicht eine Nachformwirkung. Meist folgen noch eine oder mehrere Kühlstrecken, oft Wasserbäder oder Sprühkanäle, bei Eigenspannungen werden auch Luftkanäle zur Kühlung verwendet. Die zur Herstellung der Profilwerkzeuge notwendigen Daten sind schwer zu berechnen, hier fließen empirische Werte mit ein.

 
 
 

Beim Spritzgießen werden Formteile in großen Stückzahlen hergestellt. Es wird meist in der Kunststoffverarbeitung eingesetzt, teilweise jedoch auch mit Holz- bzw. dessen Ersatzstoffe. Die Spritzgießwerkzeuge ermöglichen die Herstellung aufwendig geformter Teile in unterschiedlichsten Grössen. Der Kavität genannte Hohlraum des Werkzeuges bestimmt Form und Oberflächenbeschaffenheit des fertigen Spritzgussteils. Aufgrund der hohen Kosten des Werkzeugs lohnt sich der Einsatz i.d.R. erst bei grösseren Stückzahlen. Flexible Spritzpartner bieten bei entsprechender Bezahlung auch Kleinserien ab z.B. 5 St. an. Beim Vorgang selbst wird der Kunststoff aufgeschmolzen (plastifiziert) und unter hohem Druck in das Werkzeug eingespritzt. Vorstellbar ist dies vergleichbar einem "Fleischwolf", bei dem der viskosere, aufgewärmte Kunststoff mittels einer sog. Schnecke durch das Aggregat unterschiedliche Temperaturzonen durchwandert. Danach wird die Masse über die sog. Düse ins Werkzeug eingespritzt. Dieses besteht aus einem beweglichen (sog. Ausfwerferseite) und einem unbeweglichen Teil (sog. Düsenseite). Nach Abkühlen des Kunststoffes durch das Temperiersystem und Trennung der beiden Werkzeugteile wird das entstandene Spritzgussteil durch Vorrichtungen in der beweglichen Hälfte (z.B mit einer Stiftmimik oder auch durch eine Hydraulik) ausgeworfen. Danach wird das Werkzeug wieder geschlossen und der Zyklus beginnt von vorne. Damit ist ein sog. Schuss vollzogen. Je nach Auslegung des Werkzeugs kommt dabei dann das x-fache an Gutstück aus der Form. Die Lebenszeitgarantien für Werkzeuge sind sehr unterschiedlich. Sehr gute Partner bieten 500.000 Schuss oder mind. 5 Jahre Lebenszeit, je nachdem, was zuerst erreicht ist, Sollte hiernach Verschleiss auftreten, kann dieser i.d.R. mittels Reparatur ausgeglichen werden. Auch hiernach sollte, beiderseits hilfreich, eine konkrete Schusszahl bis zu erneuten fallweisen Einigungen festgelegt werden.

 

Kunststoff Veredelung

Techniken und Methoden der Kunststoff-Veredelung:
 
 
 
Ultraschallschweißen
Thermoplastische Kunststoffe und Metalle werden mit diesem Verfahren zusammengefügt, verbunden. Die mechanischen Schwingungen, die durch den Ultraschall eines Hochfrequenzgenerators erzeugt werden, generieren die benötigte Wärme.
 
 
Heizelementschweißen
Mehrstufenverfahren, bei dem die Teile erwärmt und dann gefügt werden. Die benötigte Wärme wird durch ein Heizelement erzeugt.
 
 
Inmould oder inmold
Spritzgießverfahren, bei dem beliebige Substrate oder Folien hinterspritzt werden.
( Textilhinterspritzen, Folienhinterspritzen )
 
 
IML
In Mould Labeling, im Bereich Verpackung verwendeter Begriff für Inmould Spritzgiessverfahren. 
 
 
IMD
In Mould Dekoration, hier wird eine Folie  kontinuierlich und automatisiert zu - und abgeführt.
( Folienband ). Es weißt eine besonders gute Qualität der Erzeugnisse auf.
( Etikettenhinterspritzen, Blasformetikettieren )