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Werkstoffe Pöppelmann: Leichtbau mittels MuCell-Verfahren

| Redakteur: Thomas Günnel

Geringerer Bauteilverzug und Eigenspannung und höhere Dimensionsstabilität – Pöppelmann Kunststofftechnik, Zulieferer technischer Kunststoffteile mit Sitz in Lohne, setzt beim Leichtbau seit einigen Jahren auf das so genannte Mu-Cell-Verfahren.

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Pöppelmann setzt beim Leichtbau seit einigen Jahren auf das so genannte Mu-Cell-Verfahren. Damit hergestellte Formteile haben geringere Eigenspannungen und weisen eine höhere Dimensionsstabilität auf.
Pöppelmann setzt beim Leichtbau seit einigen Jahren auf das so genannte Mu-Cell-Verfahren. Damit hergestellte Formteile haben geringere Eigenspannungen und weisen eine höhere Dimensionsstabilität auf.
(Foto: Pöppelmann )

Das Verfahren bietet laut Unternehmen viele technische Vorteile: Die in MuCell hergestellten Formteile haben weniger Verzug, kaum Einfallstellen, geringere Eigenspannungen und weisen eine wesentlich höhere Dimensionsstabilität auf. Diese positiven Eigenschaften werden durch das gleichmäßige Expandieren des Gases über das gesamte Bauteil erreicht. Bei dem physikalischen Prozess zum Schäumen von Thermoplasten wird ein Gas, zum Beispiel Stickstoff oder Kohlenstoffdioxid, in eine heiße Kunststoffschmelze eingebracht. Diese Gas/Kunststofflösung wird dann in das Werkzeug eingespritzt. Nach diesem Vorgang breitet sich das Gas im Werkzeug aus, treibt den Kunststoff auseinander und bildet je nach Material mikrozellulare Strukturen mit einer Zellgröße zwischen fünf und 500 µm. Der MuCell-Vorgang kann mit einer speziellen Peripherie direkt an der Spritzgussmaschine gesteuert werden. Gleichzeitig lässt sich die Bauteildichte je nach Anforderung um bis zu fünfzehn Prozent reduzieren.

Reproduzierbar und prozesssicher

Durch die maschinelle Steuerung ist der Fertigungsprozess jederzeit reproduzierbar und prozesssicher. Je nach Bauteildimension kann zudem auf Maschinen mit geringeren Schließkräften als im Kompaktspritzguss gefertigt werden. Zudem lassen sich durch die Dichtereduzierung auch Materialkosten einsparen. Außerdem gestaltet sich die Werkzeugabstimmung einfacher. „Wir haben mit dem MuCell-Verfahren in den vergangenen Jahren umfassende Erfahrungen gesammelt“, erklärt Reinhard Böckmann, Projektleiter bei Pöppelmann Kunststofftechnik. Das umfasse die Bereiche Material, Konstruktion, Werkzeugbau und Prozesssteuerung. Bei der Auswahl des richtigen Materials muss aus Sicht des Projektleiters einiges beachtet werden: „Prinzipiell lassen sich alle Thermoplasten schäumen, doch nicht alle Materialien garantieren auch eine prozesssichere Verarbeitung.“

Studie zum Verfahren

Im Jahr 2013 produzierte das Unternehmen etwa 2,5 Millionen MuCell-Kunststoffteile. Und obwohl das Verfahren viele Vorteile bietet, ist noch längst nicht das volle Potenzial des Verfahrens ausgeschöpft. „Vor allem im Bereich der Materialien gibt es noch Luft nach oben“, sagt Böckmann. Deshalb arbeite Pöppelmann Kunststofftechnik aktuell an einer Studie, um bereits in der Projektphase geeignete Polymertypen zu empfehlen und aussagekräftige Kennwerte zum mechanischen Verhalten bei unterschiedlichen Gewichtsreduzierungen bereitzustellen. Ein weiteres Ziel dieser Studie bestehe darin, auch Strukturanalyseberechnungen durchzuführen.

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