Medimold Projekt
05.05.2019

Herstellung von Metall-Kunststoff-Hybriden vereinfacht

Metall-Kunststoff-hybrid Medimold Projekt

Beim Forschungsprojekt „Medimold“ entwickelte Simcon mit Forschungspartnern einen einstufigen Herstellungsprozess für Metall-Kunststoff-Hybride.

Metall-Kunststoff-Hybride werden beispielweise für Leiterbahnen verwendet. Das neue Verfahren reduziert Rüst- und Montagezeiten in der Fertigung sowie Materialbedarf und Arbeitsschritte.

Die intelligente Kombination aus Kunststoff und Metall in einem Hybridbauteil minimiert das Gewicht; Produzenten sparen Kosten, weil Nachbearbeitungen entfallen und Prozesse in einem Arbeitsgang möglich sind. Bisher werden bei der Herstellung vorher in einem separaten Herstellungsprozess gefertigte Metallteile umspritzt.

Entwicklung von schnellerem und wirtschaftlicheren Prozess für die Herstellung von Hybridbauteilen

Das Forschungsprojekt „Medimold“ ging jetzt einen Schritt weiter: Der Experte für Spritzgieß-Simulation Simcon, das Gießerei-Institut der RWTH Aachen und das Kunststoff-Institut Lüdenscheid entwickelten dabei mit weiteren Industriepartnern (Krauss Maffei, Ravi uvm.) einen schnelleren und wirtschaftlicheren, einstufigen Prozess für die Herstellung der Hybridbauteile. Dabei wird in ein und demselben Werkzeug der metallische Leiter auf das Kunststoffteil aufgespritzt. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie fördert das Projekt.

„Dieser einstufige 2-Komponenten-Prozess ist für alle Projektpartner Neuland“, sagt Max Mades, Projektverantwortlicher bei Simcon. „Mit der Projektteilnahme bleiben wir Spitzenreiter bei der Entwicklung neuer Prozesse.“

Untersucht wird die Wechselwirkungen zwischen Metall und Kunststoff

Für das Forschungsprojekt entwickelten die Partner eigens ein Spritzgießwerkzeug mit einer Metall-Einspritzeinheit. Bei der Auswahl der Werkstoffe berücksichtigte das Team neben thermischen und elektrischen Eigenschaften auch die Recyclingfähigkeit. Die Wahl der Metallkomponente fiel auf eine Zinn-basierte Legierung; bei der Kunststoffkomponente setzen die Partner sowohl auf Thermoplaste wie auch Duroplaste.

In zahlreichen Versuchen ermittelten die Forschungspartner die Wechselwirkungen zwischen Metall und Kunststoff sowie die optimalen Prozessparameter. Simcon unterstützte das Projekt mit umfangreichen Simulationen und dem Einbringen seiner Expertise im Bereich der Kunststoffverarbeitung. Die Ergebnisse zeigen, dass der einstufige Prozess großes Potenzial für Taktzeiten, Produktionseffizienz und Maschinenauslastung bietet.

Die Untersuchungen zeigten auch, dass die Trägheitskräfte ein wichtiger Faktor sind. „Bei Kunststoffschmelzen sind die Trägheitskräfte aufgrund der hohen Viskosität vernachlässigbar“, erklärt Mades. „Bei Metallen ist das anders. Dieses Phänomen kann Cadmould nun berücksichtigen und auch Metallschmelzen simulieren.“ Diese Pionierarbeit kommt auch den Simcon-Kunden zugute: Ab Oktober 2019 ist Cadmould 3D-F in der Version 12 zum ersten Mal mit der erweiterten Funktionalität für Metallschmelzen erhältlich.

Weitere Informationen über das Forschungsprojekt Medimold finden Sie unter www.medimold.de

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