Türinnenverkleidung aus einem Prozess mit unterschiedlicher Narbung. (Bild: Faurecia)
Das Fertigungsverfahren nennt sich „Microject Advanced“ und ermöglicht Formteile mit filigranen Texturen in verschiedenen Optiken und Oberflächen, die deutlich leichter und dennoch stabil sind. Beim Schaumspritzgießen wird ein inertes Gas unter Druck in der Kunststoffschmelze gelöst und in die Kavität eingespritzt. Im Werkzeug formt sich ein Integralschaum mit kompakter Außenhaut und geschäumtem Kern. Allerdings entsteht dabei eine raue Oberfläche, die nicht für Design-Anwendungen geeignet ist.
Wie das Verfahren funktioniert
Faurecia, ein Unternehmen der Forvia-Gruppe, löst dieses Problem mit einer neuartigen Werkzeugbeschichtung von Eschmann Textures International. Eine dünne Schicht aus technischer Keramik hält die Schmelze lange genug im plastischen Zustand, um mit ausreichend hohem Druck die Oberfläche des Bauteils zu glätten. Damit sind Schaumschlieren, Tigerstreifen, Glanzunterschiede oder Druckmarkierungen Vergangenheit. Die Keramikschicht trägt gleichzeitig die gewünschte Textur in sich, die mit einem Ultrakurzpuls-Laser eingebracht wird. Damit sind sehr filigrane und komplexe Texturen möglich, und Kunststoffbauteile können als spitzblanke Dekorteile mit Holz- und Textiloberflächen oder anderen gewünschten Designs hergestellt werden. Mehrere Texturen können dabei gleichzeitig auf ein Bauteil gebracht werden und teures Lackieren oder Kaschieren entfällt.
Um leichte und dennoch stabile Formteile herzustellen, hat man sich bei dem Verfahren an den Gesetzen der Natur orientiert. Ein Integralschaum entspricht mit seiner außen kompakten und innen zellulären Struktur dem Aufbau eines menschlichen Knochens. Werden filigrane Teile mit Rippen ausgesteift, sind sie genauso stabil wie ein Vollmaterial ohne Rippen. Ähnlich einem Blatt oder einer Seerose bestehen die künftigen TSG-Bauteile aus einer dünnen Haut und einem komplexen Versteifungsnetzwerk auf der Rückseite. Inspiriert von der Architektur eines Baumes werden die Rippen nicht rechtwinklig, sondern in einem geometrischen Prinzip angebracht, das die Kerbwirkung deutlich minimiert und die Stabilität erhöht. Ein solch funktionales Bauteildesign lässt sich im herkömmlichen Spritzgießverfahren nicht umsetzen. Die deutlich dünneren Sichtbauteile brauchen 10 bis 20 % weniger Material und der Prozess spart weitere 5 bis 7 % Gewicht.
Welche Eigenschaften das Verfahren vereint
Das Verfahren spart mit geringerem Schließkraftbedarf und reduziertem Materialverbrauch erheblich Energie, und der Automobilzulieferer konnte in einem Life Cycle Assessment nachweisen, dass sich der CO2-Fußabdruck im Vergleich zu bisherigen Lösungen halbieren lässt. Für noch mehr Nachhaltigkeit wird ein neu entwickelter Polypropylentyp mit hohem Rezyklatanteil eingesetzt. Neben einer guten Schäumbarkeit standen matte und kratzunempfindliche Oberflächen im Mittelpunkt der Materialentwicklung. Eine weiche taktile Wahrnehmung der Oberfläche war den Entwicklern genauso wichtig – entscheidend für Textiloberflächen oder andere Texturen, bei denen eine angenehme Haptik zentral ist. Die variablen Oberflächen können mit Farbadditiven visuell noch authentischer gestaltet werden. Die bereits seit einigen Monaten validierte Technologie wird am Messestand von Engel am Beispiel eines Demonstratorwerkzeuges mit verschiedenen Texturen sowie einer Türverkleidung als Ausstellungsstück vorgestellt.
Quelle: Faurecia Automotive
K 2022, Halle 15, Stand B42-C58
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