Individuell beschichten

Kürzere Produktlebenszyklen, stetig wachsender Innovations- sowie Zeit- und Kostendruck drängen Spritzgusshersteller zum Handeln. Eine Lösung für mehr Wirtschaftlichkeit sind individuell konstruierte Beschichtungen der Spritzgusswerkzeuge. Denn durch den Einsatz speziell konstruierter Beschichtungen verkürzen sich Zykluszeiten, Wartungsintervalle verlängern sich und die Werkzeuge können zuverlässig dem 24-Stunden-Dauerbetrieb standhalten. Die Einsparungen sind enorm: So senken Spritzgussunternehmen die Produktionskosten um das bis zu Zehn- bis Zwanzigfache der Investition in die Beschichtung.

Häufig fallen ganze Produktionschargen durch das strenge Qualitätsraster oder kostbare Produktionszeit geht verloren, nur weil im Spritzgussprozess eine Werkzeugkomponente defekt ist. Solche enormen und vor allem unnötigen Mehrkosten lassen sich meist schon im Vorfeld durch die Optimierung des Fertigungsprozesses vermeiden – beispielsweise durch verschleißfeste Werkzeugoberflächen mit angepassten Beschichtungslösungen. CemeCon bietet für diesen Fall die CCMold Solution, mit der sich Spritzgussunternehmen auf Basis unterschiedlicher Schichtwerkstoffe angepasste Beschichtungen konstruieren können. Denn die verschiedenen Werkzeugkomponenten sind unterschiedlichen Belastungen ausgesetzt, für die es die jeweils passende Beschichtung zu finden gilt. Normteile wie Auswerfer und Steuerelemente etwa sind starkem adhäsiven Verschleiß ausgesetzt. Durch entsprechende Beschichtungen der beweglichen Teile kann über den Schutz hinaus sogar ganz auf herkömmliche Schmierung der Werkzeuge verzichtet werden, da im beschichteten Zustand Reibwerte von 0,1 möglich sind. Abrasiv wirken dagegen manche Kunststoffe, die oft die polierten und funkenerodierten Oberflächen von Kernen und Kavitäten zerstören. Allein schon, um aufwändige Nacharbeiten zu vermeiden, lohnt es sich, die Werkzeug-oberflächen mit einer speziell konstruierten Beschichtung davor zu schützen. Korrosion ist ebenfalls ein schwerwiegendes Problem im Spritzgussprozess. Gerade bei Luftabgängen in den Formen kann sie für erhebliche Einschränkungen sorgen, so dass bestimmte Kunststoffe nur unter erheblichem Kostenaufwand überhaupt verarbeitet werden können. Das Anhaften des Kunststoffes an den Werkzeugteilen wird durch den Einsatz von entsprechenden Beschichtungen stark verringert und das Entformen durch Reduktion der Oberflächenspannung spürbar verbessert. Gleichzeitig reduzieren sich die Kosten der Reinigung deutlich: CCMold beschichtete Spritzgusswerkzeuge müssen nicht nur deutlich seltener gereinigt werden, sondern die Reinigung verläuft auch wesentlich einfacher. Bei der CCMold Solution kommen gleich zwei nanotechnologische Verfahren zur Anwendung: Zum einen wird die so genannte Ionenimplantation eingesetzt, durch die Werkstoffmodifikationen wie beispielsweise Umlegierungen direkt an der Werkzeugoberfläche erzeugt werden. So ist es beispielsweise möglich, bei Luftabgängen in Formen den gehärteten Formenstahl in gehärteten Edelstahl „umzuwandeln“, was die Luftabgänge wesentlich korrosionsbeständiger macht. Zum anderen setzt CemeCon auf die bewährte PVD-Sputtertechnik, die besonders glatte Beschichtungen auf die Werkzeugoberfläche abscheidet. Ihre Schichtdicken liegen in der Regel bei 3 µm, je nach Einsatz lassen sich aber auch Dicken von 1 µm bis 40 µm realisieren. Diese exakte Anpassung verbessert Toleranzen, verhindert Überfließungen oder reduziert Spiel zwischen den einzelnen Werkzeugteilen. Ein großer Vorteil der Beschichtungstechnologie für Spritzgusswerkzeuge sind die geringen Temperaturen von rund 180°C, weshalb sich das Verfahren besonders für temperaturempfindliche Materialien, wie fast alle im Formenbau eingesetzten Stähle, anbietet. Auch Aluminium- und Kupferlegierungen profitieren davon: Gegenüber Stahlteilen haben sie hervorragende thermische Eigenschaften und sind kostengünstiger herzustellen, jedoch sind sie relativ weich und verschleißanfällig. Mit Beschichtungen aus der CCMold Solution versehen bekommen sie einen ausgezeichneten Verschleißschutz.

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