Sie ist die Diva im 2K-Spritzgießen. Doch weiß man erst einmal, wie man sie behandeln muss, kehrt sie ihre schönsten Seiten hervor. Die Rede ist von der Mehrkomponenten-Spritzgieß-Technologie, bei der […]
Sie ist die Diva im 2K-Spritzgießen. Doch weiß man erst einmal, wie man sie behandeln muss, kehrt sie ihre schönsten Seiten hervor. Die Rede ist von der Mehrkomponenten-Spritzgieß-Technologie, bei der zwei Silikone miteinander verbunden werden.
Der technische Leiter Roland Angerer kennt sich aus mit dem Spritzgießen von 2K-Silikon-Teilen. (Foto: Rico)
Es ist ein anspruchsvolles Unterfangen Kunststoff 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“, weiß Roland Angerer, technischer Leiter bei Rico, die Herangehensweise. Das österreichische Unternehmen in Thalheim beschäftigt sich seit 27 Jahren mit Silikon- und Mehrkomponenten-Spritzgießen und baut Werkzeuge für Kunden gleichermaßen wie für die eigene Produktion. Immer wieder setzt Rico Projekte im 2K-Silikon-Spritzgießen effizient um.
Nur nicht loslassen
„Die 2K-Werkzeugtechnologie ist für Rico nicht per se die große Herausforderung. Da können wir auf langjährige Erfahrung zurückblicken“, teilt Angerer mit. „Heikel wird bei LSR+LSR jedoch das Teilehandling.“ Es gilt den Erst-Spritzling nur 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.
Gleich und gleich gesellt sich gern
Vorteilhaft ist diese Art des 2K-Spritzgießens überdies 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.
Das richtige Paar finden
Unerlässlich ist es, geeignete Materialpaarungen zu konzipieren. Die Shore-Härte der ersten Komponente muss höher oder gleich hoch sein, als die der zweiten. Der Spritzgießprozess wird so angelegt, dass die härtere Komponente das Basisteil bildet, auf das aufgespritzt wird. Rico gestaltet spezielle Prägeflächen, um beide Komponenten gut miteinander zu verbinden bzw. abzudichten. Die Farben der Materialien sind dabei irrelevant, da keine Vermischung erfolgt.
Montage bleibt erspart
Im Vergleich zu nachträglicher Zusammenführung von zwei Einzelteilen, bietet das Mehrkomponenten-Spritzgießen Einsparungspotential. 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 drittes Bauteil nötig. Die Montage müsste entweder Mensch oder Maschine erledigen.
Hart und weich zugleich
Gehörschutz aus einer LSR/LSR-Kombination mit 70 und 30 Shore. (Foto: Rico)
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 sind jene, wo das Produkt mit dem Körper in Berührung kommt und weiche Materialien gewünscht sind. Der Fall ist dies etwa bei Atemschutz- oder Apnoemasken.
Für einen Life Science Kunden fertigte Rico ein 2K-Werkzeug für einen Voll-Silikon-Gehörschutz, der in der Materialkombination mit 70 und 30 Shore produziert wird.
LSR+LSR versus Thermoplast+LSR
„Mit Thermoplast ist das Teilehandling einfacher“, greift Roland Angerer noch einmal den Unterschied zwischen 2K-Spritzteilen aus zwei Silikonen und 2K-Teilen aus Thermoplast mit Silikonverbund auf. Da 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, u. a. wegen der Notwendigkeit eines zweifachen Kaltkanals, aufwändiger. Angespritzt wird bei beiden 2K-Varianten immer direkt, mit Nadelverschluss oder offenem System. Die Kavitätenzahlen bei LSR+LSR hängen, wie auch bei Thermoplast und LSR, sehr stark von der Teilegröße sowie der -konstruktion 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 Kunststoff-Silikon-Verbundteiles um.
