Ideen in Polyamid gegossen

Entwickler, die manchmal in Zeitnot geraten, unterstützt der Kunststoffspezialist RPM GmbH aus dem niedersächsischen Helmstedt mit schnell gefertigten Prototypen und Kleinserien. Ein eigens entwickeltes Verfahren liefert Bauteile aus dem Serienwerkstoff Polyamid 6, die es erlauben, die kurze Zeit bis zum Produktionsbeginn sehr gut zu nutzen.

Das mittelständische Unternehmen hat in den vergangenen Jahren das in der Literatur beschriebene Polyamidguss-Verfahren zur vollen Produktionsreife entwickelt. „Charakteristisch für Gusspolyamide ist ihre hohe Duktilität bei gleichzeitig hoher Härte, der hohe abrasive Widerstand sowie das Dämpfungsvermögen“, sagt Dr. Jörg Gerken, technischer Geschäftsführer bei RPM.

Hitzestabilisiertes Nylon-Mold mit einem Glasfaseranteil von 30 % weist ein Zug-E-Modul von 7500 MPa und eine Charpy-Schlagzähigkeit von 26,2 kJ/m2 auf. Der Werkstoff ist zwischen -40 oC und +180 oC einsetzbar und chemisch beständig gegen Benzin, Kohlenwasserstoffe, und Lösungsmittel sowie bedingt beständig gegen Säuren und Laugen.

Mit diesen Merkmalen eignet sich NylonMold beispielsweise als Gehäuse- Material für sensible Technik, die hohen Belastungen ausgesetzt wird. Gehäuse aus diesem Werkstoff bieten zuverlässigen Schutz auch unter harten Bedingungen, wie beispielsweise beim Einsatz im Rettungswagen.

Innerhalb weniger Tage sind erste Bauteile aus dem Serienwerkstoff Polyamid 6 lieferbar. Der Einsatz von Formen aus Silikon spart nicht nur Zeit, er senkt auch die Kosten. Höhere Stückkosten würden mehr als wettgemacht: Es vergeht weniger Zeit bis zur Erstlieferung, das Verfahren ist sehr flexibel und die Werkzeugkosten sind niedrig. Die Gesamtbilanz für zugrunde gelegte 1000 Bauteile weist Zeit- und Kostenvorteile bis zu 50 % gegenüber konventioneller Spritzguss- oder Blasteilfertigung auf.

Bisher konzentrierte sich das Unternehmen auf Stückzahlen bis 500. Die wirtschaftlichen Grenzen des Nylon-Mold-Verfahrens liegen derzeit in den beschränkten Standzeiten der Silikonformen, die je nach Komplexizität zwischen 15 und 35 Bauteile liefern.

Um die Vorteile des Nylon-Mold-Verfahrens auch auf größere Stückzahlen zu übertragen, arbeitet die Forschungsabteilung von RPM derzeit an alternativen Werkzeugkonzepten. Denn im Bereich der Medizintechnik, wo Innovationen in hohem Tempo gefragt sind, gewinnen Kleinserien immer mehr Bedeutung.

Das im Herbst 2009 angelaufene Forschungsprojekt Qbrid-Mold-Nylon soll eine wirtschaftlich sinnvolle, industrielle Kleinserienfertigung im Polyamid-Gießverfahren ermöglichen. Angestrebt ist eine flexible, teilautomatisierte Kleinserienfertigung bis 5000 Stück. Hinsichtlich Toleranzen und Oberflächen sollen die Bauteile mit Spritzgussteilen vergleichbar bleiben.

In der Forschungsabteilung von RPM werden derzeit Werkzeugalternativen und Kombinationen aus unterschiedlichen Materialien gebaut. Sie sollen hinsichtlich ihrer Eignung für das Gießverfahren geprüft werden. op

Weitere Informationen www.rpm-factories.de

Das patentierte Polyamid-Gießverfahren Nylon-Mold liefert hochmolekulare, sehr homogene Polyamide. Das Material entsteht als Produkt einer chemischen Reaktion: Eine thermisch aktivierte Polymerisation findet in einer Monomer-Mischung statt, die mit additiven und katalytischen Komponenten angereichert ist. Die Monomer-Mischung wird mittels Injektionstechnologie nahezu drucklos verarbeitet. Ein für die Formwerkzeuge geeigneter Werkstoff, den RPM einsetzt, ist Silikon. Daraus werden so genannte Soft-Tools durch Umgießen eines Urmodells hergestellt. Im Ofen werden die Formwerkzeuge auf Reaktionstemperatur aufgeheizt. Das Verfahren liefert Bauteile, die eine hohe Kristallinität aufweisen und frei von Eigenspannungen sind.