Neue Maschinen, Werkstoffe und Verfahren

Kraiburg TPE: EPDM-Haftung für Ecken und Endstücke an Profilen

Die neuen TPEs für 2K-Teile mit EPDM zielen auf die wirtschaftliche Fertigung von Fensterläufen und anderen Kfz-Außenprofilen ab. (Foto: Kraiburg TPE)

Die neuen TPEs für 2K-Teile mit EPDM zielen auf die wirtschaftliche Fertigung von Fensterläufen und anderen Kfz-Außenprofilen ab. (Foto: Kraiburg TPE)

Zu den neuesten Entwicklungen von Kraiburg TPE, Waldkraiburg, zählen unter anderem TPE-Compounds mit Haftung zu EPDM. Die speziell für 2-Komponenten-Bauteile im Bereich Automobil-Exterieur entwickelten Materialien aus der Produktgruppe Thermolast K zeichnen sich durch gute Haftung zu EPDM sowie hohe UV-Beständigkeit aus. Damit zielen die neuen Compounds vor allem auf Automobilanwendungen wie Fensterlauf- und Abdichtungsprofile aus EPDM mit angespritzten Eckverbindungen und Abschlüssen aus TPE ab.

Diese Anwendungen gelten speziell in großen Fahrzeugserien als Domäne von Styrol-Butadien-Compounds (SBC) und vernetzten thermoplastischen Vulkanisaten (TPV). Aufgrund der unterschiedlichen Geometrien zwischen den Fahrzeugserien stoßen diese Materialklassen bei der Verarbeitung jedoch an ihre wirtschaftlichen Grenzen. Neue Möglichkeiten bietet die Materiallösung von Kraiburg TPE, welche im Spritzgießprozess eine Haftung zu EPDM eingeht.

Abdichtungs- und Fensterlaufprofile aus EPDM mit direkt angespritzten Eck- und Endstücken aus TPE. (Abb.: Kraiburg TPE)

Abdichtungs- und Fensterlaufprofile aus EPDM mit direkt angespritzten Eck- und Endstücken aus TPE. (Abb.: Kraiburg TPE)

Die ersten Compounds (TC7EAZ und TC7EFZ) dieser Reihe (AD/EPDM/UV) vereinen bei einer Härte von 70 Shore A gute Haftung zu EPDM mit hoher Langzeitbeständigkeit gegenüber UV-Einstrahlung und Wärmeeinwirklung. Im Vergleich zu Wettbewerbsmaterialien bieten die Compounds laut Hersteller eine überlegene Oberflächenqualität nach Bewitterungstests. Die Schwerpunkte bei der Entwicklung der einzelnen Compounds setzte der TPE-Spezialist auf die Haftung (TC7EAZ) und auf die Verarbeitbarkeit sowie ein geringes Foggingverhalten (TC7EFZ).

Gute Anfangshaftung

Trotz geringer Kontaktfläche zeigen die TPE- und EPDM-Materialien eine sehr gute Haftung. (Foto: Kraiburg TPE)

Trotz geringer Kontaktfläche zeigen die TPE- und EPDM-Materialien eine sehr gute Haftung. (Foto: Kraiburg TPE)

Die Anwendung der EPDM-Haftungsreihe wurde in praxisgerechter Zusammenarbeit mit dem Maschinenhersteller LWB Steinl sowie in umfassenden Labor- und Kundenversuchen erfolgreich geprüft. Im Vordergrund stand dabei zunächst die Haftfähigkeit im Verbund mit EPDM. Neben Haftungsprüfungen von EPDM/TPE-Proben wurden in diesem Rahmen auch Tests in Anlehnung an ISO 37 durchgeführt (bei Raumtemperatur sowie nach 1.500 h bei 90 °C). In den Tests wurde neben der Zugspannung und Bruchdehnung auch die erforderliche absolute Kraft bis zur Zerstörung der Probe ermittelt.

Die neuen Materialien erzielten bei diesen Haftungsversuchen gute Ergebnisse sowohl mit geschäumten als auch mit kompakten EPDM-Werkstücken. Die Anfangshaftung spielt eine entscheidende Rolle für die problemlose Entformbarkeit der Fertigteile bei möglichst kurzen Zykluszeiten. Darüber hinaus ergaben die Versuchsreihen, dass es bei der Haftung wesentlich auf die Sauberkeit der eingelegten EPDM-Profile ankommt. Für beste und zuverlässig reproduzierbare Resultate sollten die Profilstücke möglichst zeitnah vor dem Anspritzen der TPE-Komponente geschnitten werden – je frischer der Zuschnitt, desto besser die Haftung.

Zu den Kernanforderungen für Kfz-Außenteile zählen außerdem dauerhafte Wärme- und Witterungsbeständigkeit auch bei erhöhter UV-Einstrahlung. Um dies zu simulieren, wurden Materialproben beschleunigten Alterungstests mit Heißluft (1.500 h bei 90 °C und 120 °C) unterzogen und mittels Bewitterungstests den Umgebungsbedingungen, wie sie zum Beispiel in Florida (Hitze und Feuchtigkeit) und der Kalahari (Hitze und Trockenheit) vorkommen, ausgesetzt. Bei all diesen Witterungstests bewies die AD/EPDM/UV-Reihe stabile mechanische Eigenschaften und zeichneten durch signifikant trockene und klebfreie Oberflächen aus.

Marktorientierte Projektpartnerschaft

Die Prozessstabilität der neuen TPE-Technologie hat Kraiburg TPE gemeinsam mit LWB Steinl auf einer Vertikalmaschine erprobt und optimiert. (Foto: LWB Steinl)

Die Prozessstabilität der neuen TPE-Technologie hat Kraiburg TPE gemeinsam mit LWB Steinl auf einer Vertikalmaschine erprobt und optimiert. (Foto: LWB Steinl)

Um die Prozessstabilität der neuen AD/EPDM/UV-Compounds sicherzustellen, wurde deren Verarbeitbarkeit von Kraiburg TPE gemeinsam mit der in Altdorf bei Landshut ansässigen LWB Steinl GmbH & Co. eingehend untersucht.

LWB Steinl ist Hersteller von vertikalen Spritzpressen und horizontalen Spritzgießmaschinen für Gummi und TPE. Das Lieferprogramm umfasst Ausführungen mit 200 bis 16.000 kN Schließkraft und energieeffizienten Spritzeinheiten für 50 bis 30.000 cm³ Einspritzvolumen. Für die Tests im Verarbeitungstechnikum des Herstellers wurde eine Vertikalmaschine in holmloser Bauweise eingesetzt. Das Versuchswerkzeug lieferte Pfaff Werkzeug- und Formenbau aus Röthenbach (Allgäu).

Die wirtschaftliche Fertigung von EPDM/TPE-Teilen auf einer vertikalen Maschine bietet den Vorteil der Platzersparnis zugunsten von Zuführ- und Folgeaggregaten. Allerdings verlangt sie auch eine besonders sorgfältig abgestimmte Prozessführung der eingesetzten Materialien. Die spezielle Rezeptur der TPE ermöglicht es, den Nachdruck zu minimieren, um die Deformationen des EPDM-Werkstückes zu vermeiden.

Zwar wäre es naheliegend, Eck- und Endstücke von automobilen Dichtungsprofilen, wie bei Fensterläufen und ähnlichen, ebenfalls aus EPDM zu fertigen – allerdings hätte dies aufgrund der Vernetzung des Kautschuks längere Zykluszeiten zur Folge und würde aufwändigere Maschinen und Arbeitsschritte erfordern.

Kürzere Zykluszeiten

Erhöhte Prozessstabilität bedeutet weniger Ausschuss und gilt heute als einer der wichtigsten Faktoren für wirtschaftliche 2-Komponenten-Bauteile. Eine weitere Zielsetzung der Projektpartner war daher die Reduzierung der typischen Zykluszeit für die Fertigung von TPE-Anspritzungen an eingelegte EPDM-Werkstücke.

Die neuen EPDM-Haftungscompounds von Kraiburg TPE zeichnen sich u. a. durch ihre wirtschaftliche Verarbeitbarkeit aus. Die Verarbeitung erfolgt bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen von 200 bis 220 °C. Dies bewirkt kürzere Kühlzeiten, die zusammen mit der minimierten Nachdruckzeit den Zyklus und damit die gesamte Fertigung beschleunigen. Neben diesen Eigenschaften sorgt die Anfangshaftung der speziell entwickelten TPE-Compounds zu den EPDM-Materialien für eine einfache Entformung der Fertigteile und verkürzt somit ebenfalls die Zykluszeiten.

Gemeinsam mit LWB Steinl gelang es, die Material- und Prozesstechnologie so zu optimieren, dass sie den Anforderungen unterschiedlicher automobiler Fenstersysteme entsprechen. Die dauerhafte Haftung und Witterungsbeständigkeit der Materialien wird dabei nicht beeinträchtigt.

Zur umfassenden Kundenunterstützung bietet Kraiburg TPE darüber hinaus einen maßgeschneiderten Farbabgleich unter Berücksichtigung des Glanzgrads zum jeweiligen EPDM bzw. zur Farbspezifikation des OEMs.

www.kraiburg-tpe.com
www.lwb-steinl.com

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