Silikon+Silikon: Die Diva im 2K-Spritzguss
Anspruchsvolles Teilehandling
Mehrkomponenten-Spritzguss mit zwei Silikonen
Sie ist die Diva im 2K-Spritzguss. Doch weiß man erst einmal, wie man sie behandeln muss, kehrt sie ihre schönsten Seiten hervor. Die Rede ist von der Mehrkomponenten-Spritzguss-Technologie, bei der zwei Silikone miteinander verbunden werden.
Es ist ein anspruchsvolles Unterfangen Kunststoff (Thermoplaste wie z.B. Nylon oder PBT) mit Silikon zu verbinden. Kombiniert man allerdings zwei Silikone zu einem Bauteil, erreichen die Anforderungen an das Teilehandling ein neues Level. „Das Wichtigste ist, die erste Komponente zu stützen“, eröffnet Roland Angerer, Technischer Leiter bei RICO, die Herangehensweise. Das österreichische Unternehmen beschäftigt sich seit 27 Jahren mit Silikon- und Mehrkomponenten-Spritzguss und baut Werkzeuge für Kunden gleichermaßen wie für die eigene Produktion. Immer wieder setzt RICO Projekte im 2K-Silikon-Spritzguss effizient um.
Nur nicht loslassen
„Die 2K-Werkzeugtechnologie ist für RICO nicht per se die große Herausforderung. Da können wir auf langjährige Erfahrung zurückblicken“, teilt Angerer mit. „Heikel wird bei LSR+LSR jedoch das Teilehandling.“ Es gilt den Erst-Spritzling nur nicht loszulassen. Oder so gut zu stützen, dass die zweite Silikonkomponente auf die erste aufgespritzt werden kann, ohne dass sich das Basisteil deformiert. Würde es sich bei der Umspritzung nur ein klein wenig verformen, entspräche das Endprodukt nicht mehr den Anforderungen. „Der komplette 2K-Prozess wird deshalb in einem Werkzeug und einer Maschine umgesetzt. Wir versuchen den Basisteil so wenig wie möglich zu bewegen“, erklärt Angerer.
Gleich und gleich gesellt sich gern
Vorteilhaft ist diese Art des 2K-Spritzgießens überdies bei der Materialhaftung. „Dadurch, dass wir die Wege verkürzen und in nur einem Werkzeug in einer reinen 2K-Maschine produzieren, wird der ersten Komponente keine Chance gegeben abzukühlen. Wir nutzen die Wärme des Erst-Spritzlings gleich für die Vulkanisation der zweiten Komponente“, so Angerer. Außerdem gilt bei Silikon das Sprichwort „gleich und gleich gesellt sich gern“. Es haftet nämlich ohne weitere Vorbehandlung von selbst aneinander - auch bei Standardsilikonen.
Das richtige Paar finden
Unerlässlich ist es, geeignete Materialpaarungen zu konzipieren. Die Shore Härte der ersten Komponente muss höher oder gleich hoch sein, als die der zweiten. Der Spritzgussprozess wird so angelegt, dass die härtere Komponente den Basisteil bildet, auf den aufgespritzt wird. RICO gestaltet spezielle Prägeflächen, um beide Komponenten optimal miteinander zu verbinden bzw. abzudichten. Die Farben der Materialien sind dabei irrelevant, da keine Vermischung erfolgt.
Montage bleibt erspart
Im Vergleich zu nachträglicher Zusammenführung von zwei Einzelteilen, bietet der Mehrkomponenten-Spritzguss Einsparungspotential. Nicht nur, dass eine nachträgliche Montage oftmals gar nicht möglich wäre - der Kunde spart sich obendrein Material- und Personalressourcen. Um einzelne Elemente zu konfektionieren, wäre fast immer ein dritter Bauteil nötig. Die Montage müsste entweder Mensch oder Maschine erledigen. Wer bei RICO bestellt, bekommt ein fertiges 2K-Teil, bei Bedarf mit individueller Laserung oder kundenspezifischer Verpackung.
Hart und weich zugleich
2K-Produkte aus reinem Silikon haben den Vorteil, dass sie einerseits die notwendige Stabilität, wie gleichermaßen die weiche Funktionskomponente mit sich bringen können. Beliebte Anwendungsgebiete sind jene, wo das Produkt mit dem Körper in Berührung kommt und weiche Materialien gewünscht sind. Der Fall ist dies etwa bei Atemschutz- oder Apnoemasken.
Für einen Life Science Kunden fertigte RICO ein 2K-Werkzeug für einen Voll-Silikon-Gehörschutz, der in der Materialkombination mit 70 plus 30 Shore produziert wird.
LSR+LSR vs. Thermoplast+LSR
Abschließend greift Roland Angerer noch den Unterschied zwischen 2K-Spritzteilen aus zwei Silikonen und 2K-Teilen aus Thermoplast mit Silikonverbund auf: „Mit Thermoplast ist das Teilehandling einfacher.“ Da Thermoplast von Grund auf hart ist und den benötigen Widerstand bietet, gibt es keine Probleme beim Umsetzen. Es ist wesentlich schwieriger ein Silikonteil ohne Deformation zu greifen, es wieder in Position zu bringen und zu umspritzen. Reine Silikon-Werkzeuge sind darüber hinaus, ua. wegen der Notwendigkeit eines zweifachen Kaltkanals, aufwändiger. Angespritzt wird bei beiden 2K-Varianten immer direkt, mit Nadelverschluss oder offenem System. Die Kavitätenzahlen bei LSR+LSR hängen, wie auch bei TP+LSR, sehr stark von der Teilegröße sowie der -konstruktion ab. Außerdem sind die benötigten Schließkräfte in der Maschine relevant. RICO setzte für Kunden bereits 2K-Werkzeuge mit 96+96-fach Kavitäten für die Produktion eines Kunststoff-Silikon-Verbundteiles um.