Großformatige Gehäuseteile für einen industriellen Tintenstrahldrucker: Keine Einfallstellen,…

Leverkusen

Leverkusen, Juni 2008 – Bei groß dimensionierten Formteilen mit großen Wanddicken und Wanddickensprüngen stößt der Kompaktspritzguss oft an seine Grenzen. Probleme, die auftreten, sind unter anderem Einfallstellen, Verzug, Schwindung und eine schlechte Maßhaltigkeit. Zwar kann der Konstrukteur beispielsweise Einfallstellen mit Verstärkungsrippen verhindern, doch verkompliziert sich dadurch die Bauteilgeometrie, was hohe Werkzeugkosten zur Folge hat. Eine wirtschaftliche Verfahrensalternative ist in solchen Fällen das Thermoplast-Schaumspritzgießen mit Treibmitteln, kurz TSG. Es ergibt Formteile mit einer Schaumstruktur im Inneren und einer kompakten, glatten Außenhaut.

Welche Vorteile das Verfahren hat, beweist das Beispiel von Gehäuseteilen für einen industriellen Tintenstrahldrucker namens PrintJet PRO. Konzipiert ist der Drucker, den die in Detmold ansässige Weidmüller Interface GmbH Co. KG entwickelt hat, zum Bedrucken spezieller Kunststoffmarkierer für verschiedenste Komponenten in der elektrischen Verbindungstechnik. Er ist in diesem Bereich das derzeit einzige Tintenstrahl-Bedruckungssystem mit detailscharfem Farbgrafikdruck und zugleich robustem, industrietauglichem Design und hoher Verarbeitungsgeschwindigkeit. Produzent der Gehäuseteile für den Drucker ist die Coko-Werk GmbH Co. KG, Bad Salzuflen. Zum Einsatz kommt dabei das für das TSG-Verfahren maßgeschneiderte Polycarbonat Makrolon® SF800Z der Bayer MaterialScience AG.

Der Tintenstrahldrucker hat Abmessungen von 1060 x 500 x 310 Millimeter (Länge x Breite x Höhe). Sein Gehäuse setzt sich aus drei großen Teilen zusammen, deren Wanddicken zwischen 3,5 und 6,5 Millimeter variieren und teilweise starke geometrische Sprünge aufweisen. Deshalb fiel schon früh die Entscheidung, die Teile bei komplexer Geometrie und geringem Gewicht wirtschaftlich im TSG-Verfahren zu fertigen – auch weil kostengünstige Aluminium-Werkzeuge verwendet werden konnten. Mehrere Werkstoffe standen zur Auswahl. Für den Einsatz von Makrolon® SF800Z sprachen verschiedene Gründe. So ist es nicht nur steif und zäh, sondern deutlich maßhaltiger als etwa glasfaserverstärktes Polyamid. Dadurch können unter anderem die Befestigungselemente für die Gehäuseteile genau positioniert werden, was wichtig für ein präzises, nicht durch Gehäuseschwingungen gestörtes Drucken ist. „Außerdem ist unser Werkstoff wärmeformbeständiger als etwa glasfaserverstärktes Polystyrol, Polypropylen oder ABS. Er ist deshalb den Temperaturen von bis zu 120 °C gewachsen, die im Druckerinneren durch die eingebaute Fixiereinheit im Dauerbetrieb herrschen“, erklärt Harry Staratschek, technischer Kundenbetreuer für Weidmüller in der Business Unit Polycarbonates. Das Polycarbonat ergibt außerdem Oberflächen in exzellenter Qualität. Sie müssen für die Strukturlackierung nicht mehr vorgeschliffen werden und zeigen eine gute Haftung zum Lack.

Prinzipiell hätten die Gehäuseteile auch mit einem duromeren Kunststoff gefertigt werden können. Doch sind sie mit Makrolon® SF800Z wirtschaftlicher, leichter und verzugsärmer bei besserer Oberflächenqualität umsetzbar. Auch das Recycling des Thermoplasten ist einfacher.

Großen Wert legte Weidmüller auf eine hohe Flammwidrigkeit des Gehäuses. Denn thermoplastische Strukturschaumstoffe neigen zu einem ungünstigeren Brandverhalten als entsprechende massive Thermoplaste. Bayer MaterialScience prüfte deshalb an Probekörpern unterschiedlicher Schaumdichte umfangreich deren verhalten bei Bränden. Dabei ergab sich, dass Makrolon® SF800Z im geschäumten Zustand eine exzellente Flammwidrigkeit besitzt. So ist es auf der Yellow Card der US-amerikanischen Prüforganisation UL (Underwriter Laboratories) mit der sehr guten Klassifizierung V-0 bei drei Millimeter Prüfkörperdicke und mit 5VA bei fünf Millimeter Prüfdicke gelistet (minimale Dichte 0,73 g/cm3). „Damit wird unser TSG-Werkstoff dem Trend zu einem verschärften Flammschutz von Kunststoffteilen in Elektro- und Elektronikanwendungen gerecht“, erläutert Staratschek. Auch in ökologischer Hinsicht ist das brom-, chlor- und antimonfreie Polycarbonat vorbildlich. Denn es erfüllt die EU-Richtlinien WEEE (Waste Electrical and Electronic Equipment) und RohS (Restriction of the use of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment).

Über Bayer MaterialScience:
Mit einem Umsatz von 10,4 Milliarden Euro im Jahr 2007 gehört Bayer MaterialScience zu den weltweit größten Polymer-Unternehmen. Geschäftsschwerpunkte sind die Herstellung von Hightech-Polymerwerkstoffen und die Entwicklung innovativer Lösungen für Produkte, die in vielen Bereichen des täglichen Lebens Verwendung finden. Die wichtigsten Abnehmerbranchen sind die Automobilindustrie, die Elektro-/Elektronik-Branche sowie die Bau-, Sport- und Freizeitartikelindustrie. Bayer MaterialScience produziert an 30 Standorten rund um den Globus und beschäftigte Ende 2007 etwa 15.400 Mitarbeiter. Bayer MaterialScience ist ein Unternehmen des Bayer-Konzerns.

Mehr Informationen finden Sie unter www.bayermaterialscience.de.