Besonders in der Automobilindustrie wird immer wieder nach neuen Produktionsmöglichkeiten für leichtere Bauteile aus Kunststoffen gesucht. Bisherige Experimente zur Gewichtsreduktion durch Aufschäumverfahren von Polymeren scheiterten oftmals, da die entstandenen grobkörnigen Oberflächen den optischen Anforderungen der Hersteller und Endkunden nicht gerecht wurden. Außerdem ließen sich diese Komponenten aus Partikelschaum nur schwer einbauen, denn aufgrund der porösen Materialstruktur konnten keine zuverlässigen Halterungen für die Fixierung anderer Bauteile angebracht werden. Daher hat die Heinze Gruppe mit den K‑Fix-Elementen ein standardisiertes Montage- und Befestigungssystem für Partikelschaum-Komponenten entwickelt. Diese Elemente werden von expandiertem Polypropylen (EPP) umschäumt und gehen eine untrennbare Verbindung mit dem Bauteil ein. So lassen sich bis zu 20 Prozent Gewicht gegenüber herkömmlichen Kunststoffkomponenten einsparen. Außerdem weist K‑Fix eine gute Dämmwirkung auf und hält selbst starken Vibrationen stand. Vorgestellt werden die K‑Fix-Befestigungselemente auf der diesjährigen K‑Messe in Düsseldorf.
Bei Metallkomponenten ist eine Befestigung anderer Bauteile aufwendig und kostenintensiv, da üblicherweise erst Gewinde oder Muttern eingeschweißt werden müssen. Bei Kunststoff hingegen lassen sich diese Elemente direkt bei der Produktion einspritzen, weswegen zahlreiche Funktionsteile in der Automobilindustrie immer häufiger auf Basis solcher Polymere hergestellt werden. Komponenten aus Partikelschäumen gehören dabei zwar zu den leichtesten Varianten, allerdings war hier die Montage zusätzlicher Elemente durch die kugelförmigen Poren bisher nur eingeschränkt möglich. „Daher haben wir das Partikelschaum-Verbund-Spritzgießverfahren entwickelt“, berichtet Ingo Brexeler, Geschäftsführer der zur Heinze Gruppe gehörigen Krallmann Kunststoffverarbeitungs GmbH. „Dabei wird EPP mit thermoplastischem Kunststoff aus PP überspritzt, wodurch ein stoffschlüssiges Mehrkomponentenbauteil entsteht. Dieses Element lässt sich zuverlässig befestigen und ist gleichzeitig bis zu 20 Prozent leichter als herkömmliche Kunststoffbauteile.“
Aber nicht jeder Hersteller verfügt über die notwendigen Anlagen für diese anspruchsvollen Schaum- und Spritzgießprozesse. Deswegen bietet die Heinze Gruppe mit den K‑Fix-Elementen ein anwenderfreundliches Montage- und Befestigungssystem auf Grundlage des Partikelschaum-Verbund-Spritzgießverfahren an. Dank des speziell verarbeiteten EPP wird eine hohe Wärmeleitfähigkeit und Energieabsorption bei gleichzeitig ansprechender Oberfläche gewährleistet.
Standardisierte Befestigungselemente aus Partikelschaum
Jedes K‑Fix-Element besteht aus einem schwarzen Basiskörper aus Partikelschaum, in dem sich das eingespritzte Befestigungselement befindet. Sobald die K‑Fix-Komponente mit weiterem EPP umschäumt wird, geht sie eine unlösbare und stoffschlüssige Verbindung mit dem umgebenden Bauteil ein. Durch diese K‑Fix-Halterungen lassen sich beispielsweise auch geschäumte Innenverkleidungen an jeder Rohbautür befestigen. „Wir bieten ein breites Portfolio für die K‑Fix-Befestigungen an – von Clipsen oder staub- und flüssigkeitsdichten Verschraubungen bis hin zu Schnapphaken oder Verrastungen“, erläutert Brexeler. „So ermöglichen wir Montagehilfen, aber auch Kabelverschraubungen in Dämmelementen oder Schnellverschlüsse und können diese ganz an die Bedürfnisse unserer Kunden anpassen.“ Damit unterstützt K‑Fix die automatische Fertigung, denn die Elemente können in jede Prozesskette integriert werden.
Zur Herstellung von K‑Fix verwendet die Heinze Gruppe eine speziell entwickelte Fertigungszelle mit einer Spritzgießmaschine, einer Schäumanlage, einem Sechs-Achs-Roboter und einem für das Partikelschaum-Verbund-Spritzgießverfahren optimierten Werkzeug. „Zunächst wird das Formteil aus EPP geschäumt und durch den Roboter in das Spritzgießwerkzeug eingelegt“, erklärt Brexeler. „Im nächsten Schritt wird die Halterung des K‑Fix-Befestigungselements stoffschlüssig angespritzt. Während dieses Prozesses wird außerdem die Oberfläche des Einlegeteils aufgeschmolzen, wodurch beide Komponenten untrennbar zusammengeführt werden.“ Diese K‑Fix-Elemente mit stoffschlüssiger Verbindung lassen sich überall anbringen und widerstehen selbst hohen Belastungen sowie starken Vibrationen.
Individuell positionierbare Leichtbaukomponenten
Auf Basis der langjährigen Praxiserfahrung der Heinze Gruppe in der Entwicklung von Komponenten für den Leichtbau haben die Kunststoffexperten einen Design-Katalog mit unterschiedlichen Ausführungen von K‑Fix erstellt, die üblicherweise benötigt werden. „Als Kunststoffverarbeiter stehen wir unseren Kunden aber auch bei Sonderwünschen zur Seite. Dafür bieten wir im Vorfeld eine umfassende Beratung an“, ergänzt Brexeler. „So sind beispielsweise auch individuelle Anpassungen und Positionierungen der K‑Fix-Elemente bei Bedarf jederzeit möglich.“ Außerdem wurde speziell für K‑Fix eine eigene Website erstellt, auf der Anwender alle wichtigen Informationen und Varianten finden können. So lässt sich einfach und schnell die passende Komponente auswählen.
Das Montage- und Befestigungssystem K‑Fix auf der K‑Messe 2019 am Stand von T. Michel Formenbau: Halle 13, Stand D93
