Das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) an der RWTH Aachen erforscht in Kooperation mit dem Fraunhofer IFAM den Einsatz plasmapolymerer Werkzeugbeschichtungen zur trennmittelfreien Herstellung von Polyurethan-Formbauteilen. Dieses Verfahren verspricht eine Reihe von Vorteilen.
Die Entformung von komplexen PUR-Formteilen aus komplexer Werkzeugtechnik soll zukünftig ohne Trennmittel erfolgen.
Frimo
Bei der PUR-Verarbeitung ist der Einsatz von Trennmitteln in der Branche etabliert und die mit dem Einsatz einhergehenden Nachteile gelten als unumgänglich. Die vielfältigen Einschränkungen reichen vom erforderlichen hohen Arbeitsschutz über verlängerte Zykluszeiten bis hin zur Notwendigkeit regelmäßiger Werkzeugreinigungen, um Trennmittelrückstände zu entfernen. In logischer Konsequenz bietet das Arbeiten ohne Trennmittel vielfältige Optimierungspotenziale.
Eine Alternative zu konventionellen Trennmitteln stellen permanente plasmapolymere Werkzeugkavitätsbeschichtungen dar, die das IFAM gemeinsam mit dem IKV in zwei vorhergehenden Projekten bereits entwickelt und ihre Wirksamkeit bei der Entformung von PUR-Bauteilen nachgewiesen hat. Aus diesem Grund steht die detaillierte Untersuchung der Interaktion unterschiedlicher PUR-Materialsysteme mit plasmapolymeren Werkzeugbeschichtungen im Vordergrund des aktuellen Projekts. Außerdem untersuchen die Forscher die Standfestigkeit der Werkzeugbeschichtungen im Produktionswerkzeug.
Neben der Substitution klassischer Trennmittel sind mit der neuen Technologie weitere Vorteile bei der Verarbeitung verbunden. Zum einen erlaubt sie die Abformung feinerer Oberflächentexturen, da sich die Werkzeugstrukturen nicht mehr mit Trennmittel zusetzen können. Zum anderen entfällt die etwaige Reinigung der Bauteile vor Nachbearbeitungsschritten, wie beispielsweise Lackieren. Zum Abschluss der Untersuchungen soll eine Einschätzung der Nutzbarkeit plasmapolymerer Werkzeugbeschichtungen in realitätsnahen Produktionsszenarien für verschiede PUR-Formteile erfolgen. Auch die Wirtschaftlichkeit verschiedener Szenarien sollen dabei evaluiert werden.