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Realisierung von Bauteilen mit Umbug Bild 10: Strukturabformung bei einer 0,2 mm dicken Aluminiumfolie Plakette zur Institutseröffnung Charakteristische Größen der Problemzonen Bild 11: Radienabschluss an Metallfolien hinterspritzen Bauteilen Bild 11: Radienabschluss an Metallfolien hinterspritzen Bauteilen Dekorbauteile grenzen meist an andere Bauteile an. Daher ist es wichtig, dass die Metallfolie nicht eben ausläuft, sondern einen schönen Radienabschluss an der Seite besitzt. Metallfolien haben ein anderes Tiefziehverhalten im Vergleich zu Kunststofffolien. Sie besitzen eine geringere Bruchdehnung und sind daher im Umformgrad wesentlich eingeschränkter. Wichtige Einflussfaktoren sind der minimale Oberflächen- und Eckradius in Abhängigkeit der Umbugtiefe. Die Metallfolien können in einem vorgelagerten Prozess vorgeformt und anschließend hinterspritzt werden. Für einfachere Geometrien kann allerdings auch der Spritzdruck zur Ausformung des Umbugs genutzt werden. Anschließend muss das Bauteil entweder im Spritzgießprozess direkt oder in einem nachgelagerten Prozess von dem umlaufenden Metallrand z. B. durch Stanzen befreit werden (Bild 11). Wichtig bei der Umformung von Aluminiumfolien ist, dass hierbei der Schutzlack oder die Eloxalschicht nicht zerstört wird, da hier dann Schwachstellen hinsichtlich der Korrosion entstehen. Dies steht natürlich im Widerspruch zur Forderung eines harten Schutzlackes zur Erzielung einer hohen Kratzfestigkeit. Entwicklungen am Markt versuchen hier einen vernünftigen Kompromiss zu erzielen. Aktuelle Anwendungsbeispiele und Ausblick Das Metallfolienhinterspritzen ist eine junge Technologie. Erste Serienanwendungen gibt es zwar schon seit mehreren Jahren, aber fast ausschließlich in der Automobilindustrie sowohl mit Aluminium- als auch mit Edelstahloberfläche (Bild 12) [8, 9]. Ein großes Potenzial liegt überall dort, wo zusätzliche Funktionen und Prozesse integriert werden können. Daher wird zunehmend der Ersatz von Metallblenden diskutiert, die zur Befestigung speziell umgeformt oder an die Zusatzteile angeschweißt werden müssen. Ebenfalls interessant ist die Substitution des Verchromens der Kunststoffbauteile, Bild 12: Serienbauteile aus der Automobilindustrie: Links Kofferraumverkleidung Bild 12: des Serienbauteile Porsche Cayman aus S in Edelstahlfolie, der Automobilindustrie: rechts Einstiegsleisteneinleger Links Kofferraumverkleidung edelungsprozess des Porsche durch das Metallfolien- wodurch ein zumeist ausgelagerter Ver- aus Aluminium im Porsche Carrera [Fotos: Scherer & Trier] hinterspritzen in die eigene Produktion Cayman S in Edelstahlfolie, rechts Einstiegsleisteneinleger aus Aluminium im Porsche Carrera [Fotos: Scherer & Trier]
integriert werden kann. Anwendungsgebiete finden sich überall dort, wo Blenden im Metalldesign realisiert werden müssen, wie z. B. im Bereich der Elektro- und Kleinelektrogeräte, Weiße Ware oder auch im Sanitärbereich. Die Anwendung des Metallfolienhinterspritzens ist insbesondere dann interessant, wenn es sich um hohe Stückzahlen handelt, da doch einige Investitionen für Vorformwerkzeuge, Vorformpresse und Handling getätigt werden müssen. [9] Ehrig, F, Butzek J..: Neue Möglichkeiten der Metalldekoration durch Folienhinterspritzen, Beitrag zur IIR- Fachkonferenz „Oberflächen im Kfz- Interieur“ am 30. 6. und 1. 7. 2003 in Stuttgart 4. Literatur [1] Butzek, J.: Untersuchung zur Herstellung dekorierter Formteile für die Automobilindustrie durch Hinterspritzen von dünnen Aluminiumbändern, Diplomarbeit am IKV an der RWTH-Aachen, 2001 [2] Wielpütz, M.: Sonderanwendungen. WEKA – Praxishandbuch Plus – Kunststoffpraxis: Konstruktion Teil 10, Kapitel 2.7, 5. Aktualisierung, Kissing: WEKA Media, 2001 [3] Wielpütz, M.: In-mould film decoration – Process and new application opportunities. In: Proceedings of the 2nd International European Conference Injection Moulding, 2001 of the Society of Plastic Engineers, Scandinavia, Copenhagen, Denmark, 2001 [4] Caduff, C.: Untersuchung des Einsatzes von Haftvermittlern beim Metallfolienhinterspritzen, Studienarbeit am IWK an der HSR, Rapperswil, 2006 [5] N.N.: Trennversuch an haftend verbundenen Gewebelagen, DIN 53530, Beuth-Verlag GmbH, Berlin, 1981 [6] N.N.: Rollenschälversuch DIN 53289, Beuth-Verlag GmbH, Berlin, 1979 [7] Zollinger, M.: Analyse der Haftung und Verformung der Metallfolien bei metallfoliendekorierten Bauteilen, Laufende Studienarbeit am IWK an der HSR, Rapperswil, 2007 [8] Ehrig, F.: Aktuelle Produkte und effiziente Verfahrenstechniken beim Spritzgießen. Vortrag auf dem Kunststoff-Symposium Schweiz 2002, Perspektive Kunststoff, 6. Juni 2002 am KATZ, Aarau
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