Die KFZ-Elektronik ist heutzutage
immer mehr in hybriden Bauteilen untergebracht. Dabei beherbergen
Gehäuselösungen aus Metall-Kunststoff-Kombinationen oft hochsensible Sensoren
und Steuerungselemente, deren Ausfall fatale Folgen hätte. Deshalb ist es
wichtig, die empfindliche Elektronik vor Nässe und Fremdkörpern zu schützen. Um
diese Anforderung zu realisieren wird als Verfahren das sogenannte
„mediendichte“ Umspritzen eingesetzt. In einem aktuellen Forschungsprojekt
untersucht derzeit das Süddeutsche Kunststoff-Zentrum SKZ, wie mediendichtes
Umspritzen besonders sicher und wirtschaftlich gelingt. Das
mediendichte Umspritzen von Einlegeteilen ist ein wichtiger Aspekt in der
Verbund- bzw. Hybridtechnologie. Mediendichtheit
ist überall dort gefragt, wo das Eindringen von Feuchtigkeit oder Fremdkörpern
die Funktionen eines Bauteils stark beeinträchtigen oder sogar zu dessen
Versagen führen kann. Dies ist vor allem bei elektronischen Komponenten relevant,
bei denen es in diesen Fällen zu Kurzschlüssen kommen kann – so zum Beispiel
bei hochsensiblen Sensoren und Steuerungselementen etwa für die Regelung von
Brems- und Fahrwerksystemen.
Die Fertigung mediendichter Hybrid-Bauteile selbst
ist jedoch mit mehreren Arbeitsschritten verbunden: Meist ist ein zweistufiges
Umspritzen, der Einsatz von Haftvermittlern oder eine vorausgehende
Oberflächenbehandlung der Einlegeteile erforderlich. Und selbst dann ist nicht
immer garantiert, dass sich das gewünschte Ergebnis zuverlässig in der
geforderten Qualität und wirtschaftlich erzielen lässt.
Aus diesem Grunde wird an Verfahren geforscht, um
diese Mediendichtheit mit höchster Qualitätssicherheit herzustellen. So
analysiert das SKZ in einem aktuellen Projekt die wesentlichen Einflüsse für
mediendichte Verbindungen. Dabei wird vor allem der Frage nachgegangen, ob sich
die Mediendichtheit von Kunststoff-Metall- bzw. Kunststoff-Keramikverbindungen
bereits in der Konstruktionsphase so positiv beeinflussen lässt, dass künftig
auf Spezialwerkstoffe, Haftvermittler oder Oberflächenvorbehandlung verzichtet
werden kann.
Die Forscher der SKZ konzentrieren sich dabei auf
drei wesentliche Punkte:
- Auf eine gezielte Gestaltung des Bauteils, um z.B. das
Schwindungspotenzial im Umspritzbereich durch spezielle Bauteilgeometrien zu
nutzen.
- Auf eine Strukturierung der Oberfläche des Einlegeteils – so könnten z.B.
„Labyrinthstrukturen“ die Dichtwirkung erhöhen.
- Auf eine angepasste Prozessführung, bei der z.B. eine hohe
Kontakttemperatur im Grenzbereich Einleger/Kunststoffummantelung genutzt wird,
um die adhäsive Verbundhaftung zu maximieren.
Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens sollen zur
Weiterentwicklung wirtschaftlicher Fertigungsverfahren zur Herstellung von
mediendichten Funktionsbauteilen aus Kunststoff/Metall und Kunststoff/Keramik
beitragen. Davon profitieren insbesondere klein- und mittelständische
Unternehmen, die als Zulieferer den hohen Qualitätsanforderungen der
Automobilindustrie und der Medizintechnik gerecht werden müssen. Interessant
ist zudem, dass sich das Projekt nicht nur auf die Untersuchung der heute
gängigen Kunststoff-Metall-Anwendungen beschränkt, sondern sich auch dem noch
relativ jungen Werkstoffverbund der Kunststoff-Keramik-Verbindungen annimmt.
Aus diesem Grund werden auch Keramik-Hybride auf der diesjährigen hybridica
2010 vom 9. bis 12. November 2010 in München mit ihren Einsatzpotenzialen
beleuchtet werden.
Download Forschungsposter "Mediendichtes Umsprtzen von Einlegeteilen (819 KB) Das Forschungsvorhaben „Mediendichtes Umspritzen von
Einlegeteilen aus Metall oder Keramik“ wird vom Bundesministerium für
Wirtschaft und Technologie über die AiF finanziert.
Mehr Informationen zu dem Forschungsprojekt:
SKZ - KFE GmbH,
Kunststoff-Forschung und
-Entwicklung
Klaus Schink
E-Mail:
k.schink@skz.de Internet:
www.skz.de
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