Werkstoffverbund Dichtes Umspritzen von Einlegeteilen und deren Prüfung

Das Umspritzen von Einlegeteilen, auch Hybridtechnik genannt, ist eine etablierte Technik. Der Trend geht jedoch zu immer komplexeren Bauteilen gepaart mit steigenden Anforderungen an die Dichtigkeit.

Anbieter zum Thema

SPN Schwaben Präzision Fritz Hopf GmbH

Novotechnik Messwertaufnehmer OHG

N & H Technology GmbH

Durch die vielen Anwendungsmöglichkeiten spritzgießtechnisch hergestellter Hybridbauteile entstehen immer neue Problemstellungen. Eines dieser Problemfelder ist die Herstellung eines mediendichten Verbundes beim Umspritzen von Einlegeteilen. In einigen Geschäftsbereichen wird der dichte Verbund aus hygienischen Gründen gefordert oder in anderen Fällen um Beschädigungen im Inneren der Bauteile durch aggressive Medien und Umwelteinflüsse verhindern. Das Kunststoff-Institut Lüdenscheid beschäftigt sich intensiv mit der Herstellung solcher dichten Verbünde. Kundenseitig werden neben komplexen Baugruppen vermehrt Fragestellungen im Bereich der dichten Umspritzung von Steckerkontakten und Rundleitern an das Haus herangetragen.

Wird ein umspritzter Steckerkontakt in der Grenzstelle betrachtet, kann man sagen, dass die Umspritzmasse sich dicht an den Einleger angepasst hat. Bei näherer Betrachtung, z.B. mittels einer REM-Aufnahme, werden Spalte sichtbar. Diese Spalte liegen bei Probekörpern des Kunststoff-Institut Lüdenscheids im Bereich von 14-18 µm. Diese Spaltbildung reicht aus, um Feuchtigkeit aufgrund der Kapillarwirkung eindringen zu lassen. Diese Feuchtigkeit gelangt zu den elektronischen Komponenten und verursacht dort Kurzschlüsse, Fehlströme oder lässt die Kontakte sogar korrodieren, wodurch die dauerhafte Funktion stark beeinträchtigt werden kann.

Dichtigkeiten an Hybridbauteilen erhöhen

Ziel eines am Kunststoff-Institut Lüdenscheid durchgeführten Verbundprojektes war es, eine Matrix zu erstellen, aus der die erreichbaren Dichtigkeiten für Metall–Kunststoff-Verbindungen entnommen werden können. Diese Matrix sollte, auf Praxisversuchen beruhend, als Entscheidungshilfe dienen, um im Vorfeld erreichbare Dichtigkeiten abschätzen zu können bzw. um dem Anwender eine Übersicht zu geben, welche Verfahren zur Verfügung stehen, um die Dichtigkeiten an Hybridbauteilen zu erhöhen.

Bei den Metall-Kunststoff-Verbindungen wurden Stanzgitter aus einem CuSn6, mit verzinnter Oberfläche in die Versuchsreihe eingebunden. Um den Einfluss auf die erreichbaren Dichtigkeiten aufzuzeigen, wurden die Umspritzmaterialien, die Verfahrensparameter und die Einlegertemperaturen variiert. Ferner wurde der Einsatz von Haftvermittlern und zusätzlichen Fertigungsschritten auf die Dichtigkeit berücksichtigt. Die erreichten Leckagen der Versuchsteile wurden mittels Differenzdruckmethode ermittelt. Um den Einfluss der Alterung zu analysieren, wurden die Bauteile drei unterschiedlichen Klimawechseltests ausgesetzt.

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