„Wir haben uns darauf spezialisiert, Kundenideen aufzugreifen und daraus gemeinschaftlich ausgereifte, technisch wie wirtschaftlich optimal herstellbare Produkte zu entwickeln“, sagt Lukas Huber, Key Account Manager von Wagner in Waldstatt, Schweiz. Das Unternehmen ist Spezialist für die Herstellung von spritzgegossenen Komponenten und Baugruppen aus Aluminium, Zink und Kunststoffen, die je nach Erfordernis noch mit weiteren Werkstoffen wie Keramik kombiniert werden.

Neben der eigentlichen Realisierbarkeit spielen oft auch Kosten- und Produktivitätsoptimierungen eine Rolle. Dabei gibt es immer wieder interessante Aha-Effekte beispielsweise dann, wenn es gelingt, ein Kunststoffteil, das sich der Kunde ausgedacht hat, zu einem funktionsgleichen Bauteil umzukonstruieren, das nach der gemeinsamen Überarbeitung oft erheblich kostengünstiger hergestellt werden kann.
„Ein schönes Beispiel für die Art von Herausforderungen, die von Kunden an uns herangetragen werden, ist die schraubbare Kontaktdurchführung für eine Knopfbatterie an einem Zielfernrohr“, erläutert Huber.

Das flache Bauteil besteht aus insgesamt vier Komponenten: Einem Drehteil sowie einem Stanz-Biegeteil, die beide vergoldet sind, dem eigentlichen Deckel aus einem glasgefüllten Polyamid sowie einer Dichtung aus einem Hotmelt-Kunststoff. Letzterer hat die Aufgabe, die Kontaktflächen zwischen dem Deckel und den Metallteilen abzudichten. Das Bauteil muss nach dem Einschrauben den mit trockenem Stickstoff befüllten Innenraum des Zielfernrohrs so gut abdichten, dass ein Eindringen von Luftfeuchtigkeit und damit ein Beschlagen der Linsen dauerhaft unterbleibt.

Spezielle Anforderungen

„Ein weiteres Beispiel ist ein Fadenführer aus Polyamid für eine Webmaschine mit einem eingebetteten Keramikteil“, erklärt Huber. Auf den ersten Blick handelt es sich um ein einfaches Teil. Die eigentlichen Herausforderungen zeigen sich erst, wenn man die Einsatzbedingungen näher unter die Lupe nimmt. Im Einsatz sitzt die Fadenführung auf einem Schlitten, der sich mit hohen Beschleunigungen bewegt. Für den Kunststoff des Tragkörpers musste man sich daher für unverstärktes zähes Polyamid entscheiden, weil verstärktes Material bei den hohen Beanspruchungen brechen würde.

Durch die Öse in dem Keramikplättchen läuft ein Kunststoffgarn, das Geschwindigkeiten von bis zu 3.000 m/min erreicht. Der Verschleiß ist selbst an der hochharten Keramik groß, sodass das Teil alle zwei Wochen ausgewechselt werden muss. Für Keramik hatte man sich deshalb entschieden, weil die Keramik, die entstehenden hohen Temperaturen weniger stark an den Kunststoff weiterleitet.

Die Gleiter, die das Faltverdeck des City-Smart seitlich in Schienen führen, müssen einerseits hohe Kräfte aufnehmen, andererseits jedoch auch leicht gleiten. Zudem soll eine integrierte Andruckfeder verhindern, dass sie sich selbständig bewegen. Für die Aufnahme der hohen Kräfte sorgt ein im Druckgieß-Verfahren hergestellter Grundkörper aus einer besonders hochfesten Primär-Aluminiumlegierung. Dieser erhält nach der Herstellung zunächst eine widerstandsfähige KTL-Lackierung.

Anschließend werden zwei Gleiter sowie eine dünnwandige integrierte Blattfeder aus ungefülltem Polyoxymethylen (POM) in einem Arbeitsschritt aufgespritzt, wobei Bohrungen und Einfräsungen für eine formschlüssige Verbindung sorgen. Der POM-Kunststoff wurde ausgewählt, weil er die geforderten Eigenschaften wie Gleitfähigkeit, Verschleißbeständigkeit und Rückstellvermögen vereint. Besondere Herausforderung war dabei die äußerst dünne und lange Blattfeder, die keine Schwachstelle durch das Aufeinandertreffen von Fließfronten aufweisen durfte. Zudem ergaben sich Anforderungen an das Handling der Metallteile beim Einlegen in die Spritzgießform, um zu vermeiden, dass die Lackschicht Kratzer oder sonstige Beschädigungen erleidet.

Schutz vor Plagiatoren

„Bei der Düse für Pulverbeschichtungsanlagen ging es um die Kombination eines Drehteils aus Teflon mit Polyamid als Spritzgießwerkstoff“, weiß Huber. Bei der Düse handelt es sich um ein Verschleißteil, dessen Teflon-Grundkörper als Drehteil hergestellt wird. Die Kombination mit einem umspritzten Mantel aus glasfasergefülltem Polyamid bedingt gleich mehrere Vorteile. So ließe sich beispielsweise die keilförmige Zentriernut im vorderen Bereich nicht durch Drehbearbeitung herstellen. Außerdem müsste man wegen der Ringnut einen Drehrohling mit viel größerem Durchmesser verwenden, was zu entsprechendem Materialverlust bei der Bearbeitung führen würde. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit, beim Umspritzen gleich eine Teilenummer zu realisieren, was die betriebsinterne Logistik bei der Ersatzteilbestellung merklich erleichtert. Und last, but not least erschwert die Realisierung als 2-Komponenten-Spritzgießteil die Arbeit von Plagiatoren, die gerade
solche Verschleißteile allzu häufig nachahmen.

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Über den Autor

Klaus Vollrath freier Redakteur, Aarwangen, Schweiz