Mehrkomponenten-Spritzgießen

Beim Mehrkomponenten-Verfahren gibt es verschiedene Arten des Spritzgießens, denen allen gemeinsam ist, dass Spritzgießmaschinen mit zwei oder auch mehreren Spritzeinheiten aber ggf. nur einer Schließeinheit benötigt werden. Die Spritzeinheiten müssen harmonierend arbeiten aber immer unabhängig voneinander steuerbar sein. Die Komponenten können durch eine Spezialdüse eingespritzt oder an verschiedenen Stellen ins Werkzeug eingebracht werden.

Die Kunststoffe können unterschiedlich sein, sollten jedoch eine gewisse Haftung zueinander aufweisen wie PP/PE, PMMA/PS, CA/ABS und PC/ABS, sofern beim Fertigteil eine feste Verbindung der Komponenten untereinander notwendig ist. Bei Mehrkomponentenbauteilen in denen sich die einzelnen Teile untereinander bewegen sollen, z. B. Lüftungsauströmer im Auto oder Spielzeugfiguren, ist dies nicht erwünscht. Man unterscheidet prinzipiell folgende Mehrkomponenten-Verfahren:

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Mehrkomponenten-Verfahren mit scharf getrennten Komponenten

Hierbei entstehen Teile mit streng getrennten Komponenten-Bereichen. Dies wird herbeigeführt durch:

Technik

A) Umsetztechnik

Umsetzen des unfertigen Spritzlings in eine Werkzeugkavität mit Platz für die neue Komponente mit Hilfe eines Handlinggeräts, Roboters oder Bedienperson. Anwendung: Sichtscheiben in Gerätegehäuse

B) Dreh-/Verschiebetechnik

Drehen (Drehtechnik) oder Verschieben (Schiebetechnik) eines Werkzeugteils in eine neue Lage. (meist wird eine Werkzeughälfte gedreht/bewegt) Anwendung: Zahnbürsten (Drehen oder verschieben), Teile mit hartem Träger und weicher Oberfläche. Mehrfarbige Lichtscheiben von modernen Fahrzeugen.

C) Kernrückzugtechnik

Zurückziehen eines Kerns um Platz für die neu hinzukommende Komponente zu schaffen. Anwendung: Gerätegehäuse mit verschiedenfarbigen Bereichen.

Meist ist die Teilgeometrie für die Auswahl der jeweiligen Technik bestimmend.

Bezüglich der verwendeten Komponenten gibt es:

Verfahren

Mehrfarben-Verfahren

Hierbei werden unterschiedliche Farben des gleichen Werkstoffs in einem Teil verarbeitet. Anwendung findet dies z. B. bei mehrfarbigen Autorückleuchten (A), Tastaturen (A, im Gegensatz zu bedruckten Tastaturen).

Mehrkomponenten-Verfahren

Hierbei werden unterschiedliche Werkstoffe wie z. B. bei Hart-Weich-Verbindungen in einem Teil verarbeitet. Beispiele sind Verschlusskappen mit angespritzten Weichdichtungen. Ein anderer Anwendungsfall ist die Herstellung von Baugruppen bei denen sich die einzelnen Komponenten untereinander bewegen können, beispielsweise beim Luftausströmer im Auto (IMA In Mould Assembling). Die bisherige aufwändige Montage der Einzelteile kann entfallen.

Montage-Verfahren

Diese Technik ermöglicht die Herstellung von Spritzgussbauteilen mit Gelenkfunktion. Dabei werden bei der Verarbeitung vorwiegend nicht haftende Komponenten bevorzugt. Der Spielzeughersteller Playmobil bietet in diesem Bereich zahlreiche Anwendungsbeispiele.

Mehrkomponenten-Verfahren mit verlaufenden Komponenten

Hierbei entstehen Teile mit ineinander verlaufenden Komponenten.

Sandwich-Verfahren

Hierbei entstehen meist Teile bei denen die im Innern liegende Komponente nicht sichtbar ist, weil sie vom Außenmaterial vollständig umhüllt wird. Typischerweise wird bei diesem Verfahren häufig Recyclingmaterial als unsichtbare Komponente eingesetzt. Das Innenmaterial kann auch schaumfähig sein. Als Außenhaut wird dann hochwertiges Material eingesetzt. Beim Sandwich-Spritzgießen wird der Quellfluss der Massen beim Einströmen in das Formnest genutzt. Die Schmelzen füllen die Höhlung vom Anschnitt her nacheinander. Die zuerst einströmende Formmasse legt sich kontinuierlich an die Wand, wohin sie zuletzt von der im Innern strömenden zweiten Komponente geschoben wird. Zwei Spritzeinheiten arbeiten auf einen Spritzkopf zusammen, der es je nach Steuern durch Ventile oder Mehrfach-Verschlussdüsen gestattet, die Massen aus allen Spritzeinheiten beliebig einströmen zu lassen. Der Quellfluss sorgt dafür, dass dieses vollständige einander Umhüllen der Komponenten bis zu den kleinsten Wanddicken einwandfrei gelingt. Der Anguss kann durch die erste Komponente versiegelt werden.

Marmorierung

Farbige Kunstblumenblätter und künstlicher Schmuck sind Beispiele für marmorierte Teile. Hierbei sind die wechselnden Komponenten (meist handelt es sich um den gleichen Werkstoff jedoch in unterschiedlichen Farben – es müssen aber auf jeden Fall gut verträgliche Werkstoffe sein) auch an der Oberfläche sichtbar. Dies wird durch intermittierend einsetzende Spritzaggregate erreicht.