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Teilhandling: Herausforderung im 2K-Spritzguss

2K-Silikon-Spritzguss
Zwei Silikone im Spritzguss verbinden

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Voll-Silikon-Gehörschutz aus zwei Silikon-Materialien mit unterschiedlichen Härtegraden werden in einem 2K-Werkzeug von Rico gefertigt (Bild: Rico)
Sie ist die Diva im 2K-Spritzguss. Doch weiß man erst einmal, wie man sie behandeln muss, kehrt sie ihre schönsten Seiten hervor: Die Rede ist von der Mehrkomponenten-Spritzguss-Technologie, bei der zwei Silikone miteinander verbunden werden. Eine Herausforderung ist nicht nur das Teilehandling.

Sonja Kirner
Rico, Thalheim bei Wels/Österreich

Es ist ein anspruchsvolles Unterfangen, Kunststoffe wie Thermoplaste oder Nylon mit Silikon zu verbinden. Kombiniert man allerdings zwei Silikone zu einem Bauteil, erreichen die Anforderungen an das Teilehandling ein neues Level. „Das Wichtigste ist, die erste Komponente zu stützen“, erklärt Roland Angerer, Technischer Leiter bei der Rico Elastomere Projecting GmbH in Thalheim/Wels, die Herangehensweise. Das österreichische Unternehmen beschäftigt sich seit 27 Jahren mit Silikon- und Mehrkomponenten-Spritzguss und baut Werkzeuge für Kunden gleichermaßen wie für die eigene Produktion. Immer wieder setzt das Unternehmen Projekte im 2K-Silikon-Spritzguss effizient um.

2K-Werkzeugtechnologie und Teilehandling

„Die 2K-Werkzeugtechnologie ist für Rico nicht per se die große Herausforderung. Da können wir auf langjährige Erfahrung zurückblicken“, so Angerer. „Heikel wird bei LSR+LSR jedoch das Teilehandling.“ Es gilt, den Erst-Spritzling nicht loszulassen. Oder so gut zu stützen, dass die zweite Silikonkomponente auf die erste aufgespritzt werden kann, ohne dass sich das Basisteil deformiert.

Würde es sich bei der Umspritzung nur ein klein wenig verformen, entspräche das Endprodukt nicht mehr den Anforderungen. „Der komplette 2K-Prozess wird deshalb in einem Werkzeug und einer Maschine umgesetzt. Wir versuchen, den Basisteil so wenig wie möglich zu bewegen“, erklärt Angerer. Vorteilhaft ist diese Art des 2K-Spritzgießens überdies auch bei der Materialhaftung. „Dadurch, dass wir die Wege verkürzen und in nur einem Werkzeug in einer reinen 2K-Maschine produzieren, wird der ersten Komponente keine Chance gegeben abzukühlen. Wir nutzen die Wärme des Erst-Spritzlings gleich für die Vulkanisation der zweiten Komponente“, so Angerer. Außerdem gilt bei Silikon das Sprichwort „gleich und gleich gesellt sich gern“. Es haftet nämlich ohne weitere Vorbehandlung von selbst aneinander – auch bei Standardsilikonen.

Keine Vermischung der verschiedenen Materialien

Unerlässlich ist es, geeignete Materialpaarungen zu konzipieren. Die Shore Härte der ersten Komponente muss höher als oder gleich hoch sein wie die der zweiten. Der Spritzgussprozess wird so angelegt, dass die härtere Komponente den Basisteil bildet, auf den aufgespritzt wird. Rico gestaltet spezielle Prägeflächen, um beide Komponenten optimal miteinander zu verbinden beziehungsweise abzudichten. Die Farben der Materialien sind dabei irrelevant, da keine Vermischung erfolgt.

Im Vergleich zu nachträglicher Zusammenführung von zwei Einzelteilen, bietet der Mehrkomponenten-Spritzguss Einsparungspotenzial. Nicht nur, dass eine nachträgliche Montage oftmals gar nicht möglich wäre – der Anwender spart sich obendrein Material- und Personalressourcen. Um einzelne Elemente zu konfektionieren, wäre fast immer ein dritter Bauteil nötig. Die Montage müssten entweder Mensch oder Maschine erledigen. Der österreichische Spritzguss-Spezialist Rico liefert auch fertige 2K-Teile, bei Bedarf mit individueller Laserung oder kundenspezifischer Verpackung.

Silikon für medizinische Anwendungen

2K-Produkte aus reinem Silikon haben den Vorteil, dass sie einerseits die notwendige Stabilität, wie gleichermaßen die weiche Funktionskomponente mit sich bringen können. Beliebte Anwendungsgebiete für die Kombination sind jene, bei denen das Produkt mit dem Körper in Berührung kommt und auch weiche Materialien gewünscht sind. Dies ist beispielsweise bei Atemschutz- oder Apnoemasken der Fall.

Für einen Life Science Kunden fertigte Rico darüber hinaus ein 2K-Werkzeug für einen Voll-Silikon-Gehörschutz, der in der Materialkombination mit 70 plus 30 Shore produziert wird.

www.rico.at


LSR+LSR oder LSR+Thermoplast?

Bei 2K-Spritzteilen aus Thermoplast mit Silikonverbund ist das Teilehandling einfacher: Da ein Thermoplast von Grund auf hart ist und den benötigen Widerstand bietet, gibt es keine Probleme beim Umsetzen. Es ist wesentlich schwieriger, ein Silikonteil ohne Deformation zu greifen, es wieder in Position zu bringen und zu umspritzen. Reine Silikon-Werkzeuge sind darüber hinaus, unter anderem wegen der Notwendigkeit eines zweifachen Kaltkanals, aufwendiger. Angespritzt wird bei beiden 2K-Varianten immer direkt, mit Nadelverschluss oder offenem System. Die Kavitätenzahlen
bei LSR+LSR und auch bei TP+LSR hängen sehr stark von der Teilegröße sowie der Teilekonstruktion ab. Außerdem sind die benötigten Schließkräfte in der Maschine relevant. Rico setzte für Kunden bereits 2K-Werkzeuge mit 96+96-fach Kavitäten für die Produktion eines KunststoffSilikon-Verbundteiles um.


Kontakt zum Unternehmen:

Rico Elastomere Projecting GmbH
Am Thalbach 8
A-4600 Thalheim bei Wels
www.rico.at

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