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Fügen Hybridbauteile stoffschlüssig verbinden

| Redakteur: Dipl.-Ing. Dorothee Quitter

Das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) der RWTH Aachen hat ein Verfahren entwickelt, bei dem Tiefziehen von Metallkomponenten und Hinterspritzen mit Kunststoff dank Haftvermittler in einem Arbeitsgang erfolgt.

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Die Probekörper aus verzinktem Stahl und Vestamid Terra von Evonik wurden in einem Fertigungsschritt tiefgezogen, hinterspritzt und mit dem Haftvermittler Vestamelt Hylink stoffschlüssig verbunden.
Die Probekörper aus verzinktem Stahl und Vestamid Terra von Evonik wurden in einem Fertigungsschritt tiefgezogen, hinterspritzt und mit dem Haftvermittler Vestamelt Hylink stoffschlüssig verbunden.
(Bild: Evonik)

Üblicherweise werden Metall- und Kunststoffkomponenten von Hybridbauteilen mit Hilfe von kraft- oder formschlüssigen Verbindungselementen, wie Schrauben, Nieten oder Um- und Durchspritzungen mitei­nander verbunden. Eine belastbare aber auch schwere Lösung, die zwei Arbeitsstationen erfordert: Die Umformung und Lackierung des Metallteils im Blechverarbeitungsbetrieb und die Verbindung mit dem Spritzgießteil im Kunststoffverarbeitungsbetrieb. Dazwischen sind zusätzlich Zeit und Kosten für den Transport und Reinigung einzuplanen.

Der Haftvermittler Vestamelt Hylink von Evonik verbindet nun die beiden Komponenten stoffschlüssig miteinander ohne weitere Verbindungstechnik. Dabei reduziert sich das Gewicht um bis zu 20 % und/oder erhöht sich die Leistungsfähigkeit des Bauteils im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen. Bislang sind auch hier zwei Arbeitsschritte erforderlich: Einerseits Umformen des bereits mit Copolyamid-Haftvermittler beschichteten Metallteils und andererseits Hinterspritzen und gleichzeitiges Verbinden mit der Kunststoffkomponente.

Diese beiden Prozesse werden nun bei einem neuen, vom IKV entwickelten, Verfahren miteinander kombiniert: Umformen, Verbinden und Hinterspritzen erfolgen in einem Arbeitsschritt und in einem Werkzeug. Durch Einsparung eines kompletten Fertigungsschrittes entfallen Kosten und Zeitaufwand für Umformen und Transport, die Herstellung kann voll automatisiert werden.

Haftvermittler ermöglicht eine verkürzte Prozesskette

Die Entwicklung des Verfahrens „Herstellung von Strukturbauteilen durch Tiefziehen und Hinterspritzen im Spritzgießwerkzeug“ durch das IKV, gefördert durch die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen Otto von Guericke e. V., konnte erst durch die Verwendung des Haftvermittlers Vestamelt Hylink, der im Spritzgießwerkzeug zwischen Metall und Kunststoff eine stoffschlüssige Verbindung herstellt, erfolgreich abgeschlossen werden.

Als Kunststoffpartner sind besonders polare Kunststoffe wie Polyamide oder Polyphthalamide geeignet. Häufig eingesetzt werden PA6 und PA66. Für verbesserte mechanische Eigenschaften nach Konditionierung bietet Evonik biobasierte Vestamid Terra Polyamide 610 und 1010 sowie für gesteigerte Anforderungen an Temperatur, Chemikalienbeständigkeit und geringe Wasseraufnahme Vestamid-HTplus-Polyphthalamid-Formmassen. Dadurch wird das Anwendungsfeld – Strukturbauteile und andere Teile in der Automobil- industrie und Elektrotechnik – weiter vergrößert. (qui)

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