Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Zu besseren und umweltfreundlicheren Entformungen von Kunststoffbauteilen werden schon heute durch den Antragsteller Werkzeugformen mit einer plasmapolymeren Trennschicht versehen. Der bisherige Beschichtungsprozess ist z. Z. sehr zeitaufw\u00e4ndig und verhindert z. T. die industrielle Einf\u00fchrung dieser umweltfreundlichen Technologie. Ziel dieses Vorhabens war es daher, die Beschichtungszeit durch neuartige Beschichtungsverfahren deutlich zu verringern, ohne die Haltbarkeit oder die G\u00fcte der Trennwirkung der plasmapolymeren Trennschichten herabzusetzen und so eine breitere technische Anwendbarkeit der Trennschicht zu erm\u00f6glichen. Zudem sollte untersucht werden, inwiefern deren Abrasionsbest\u00e4ndigkeit durch eine ver\u00e4nderte Schichtzusammensetzung bzw. -aufbau erh\u00f6ht werden kann.
\nMit Hilfe des im Projekt entwickelten neuartigen Beschichtungsverfahrens konnten erfolgreiche Technikums- und dar\u00fcber hinaus z. Z. noch laufende Produktionsversuche bei der Entformung von Kunststoffbauteilen aus den zuk\u00fcnftigen Marktsegmenten Automotiv und Non-Automotiv durchgef\u00fchrt werden. Dabei wurden die Entformbarkeit von sowohl reaktiven Kunststoffen wie z. B. Polyurethan, als auch von anderen Kunststoffen, wie z. B. Polyethylen oder thermoplastisches Polyurethan, aus metallischen Formwerkzeugen untersucht, die zuvor mit dem entwickelten Beschichtungsverfahren bearbeitet wurden. Die bislang erfolgreiche Funktionalit\u00e4t der im Zuge des Projektes verbesserten Trennschicht ist ein gutes Beispiel f\u00fcr den produktionsintegrierten Umweltschutz in einem Industriebereich der Kunststoffverarbeitung, in dem dies bislang nur in einzelnen Segmenten m\u00f6glich war.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenAufgabe dieses Projektes war, die Abscheiderate der Trennbeschichtung auf metallische Formoberfl\u00e4chen zu erh\u00f6hen. Neben dem Vorteil der erh\u00f6hten Abscheiderate sollte die Schichtzusammensetzung und Schichtmorphologie insbesondere im Hinblick auf eine h\u00f6here mechanische Best\u00e4ndigkeit ver\u00e4ndert werden. Daher war es das Ziel, nicht nur die Abscheiderate zu erh\u00f6hen, sondern auch zu \u00fcberpr\u00fcfen, ob und wie die Schichtzusammensetzung hinsichtlich einer h\u00f6heren mechanischen Best\u00e4ndigkeit ver\u00e4ndert werden kann. Diese neuen Schichten wurden mit der herk\u00f6mmlichen Schicht hinsichtlich Oberfl\u00e4chenanalytik und Dauertrenntest verglichen. Dar\u00fcber hinaus galt es mit Hilfe von Schichtdickenmessungen zu pr\u00fcfen, ob die mechanische Best\u00e4ndigkeit sowie die Beschichtungshomogenit\u00e4t, beispielsweise in Vertiefungen, Hinterschnitten oder auf por\u00f6sen Oberfl\u00e4chen der zu beschichteten Werkzeugform, verbessert wurden.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Im Zuge des von der DBU gef\u00f6rderten Projektes Entwicklung von trockenen, permanent trennwirksamen Beschichtungen f\u00fcr metallische Formen zur Herstellung von Kunststoffteilen (AZ 22635) konnte eine modifizierte plasmapolymere Trennschicht entwickelt und in seriellen Produktionsprozessen integriert werden, mit deren Hilfe Kunststoffbauteile mit deutlich reduziertem Trennmittelverbauch und damit reduziertem Aufbauverhalten der Werkzeugformen entformt werden konnten. Ein reduziertes Aufbauverhalten f\u00fchrt zu einer l\u00e4ngeren Formenstandzeit und dadurch zu einem verringerten Einsatz von \u00f6kologisch bedenklichen Formenreinigern, weil die Formen weniger oft gereinigt werden m\u00fcssen. Da in der dadurch gewonnenen Zeit, in der vormals die Formen gereinigt wurden, weiter produziert werden kann, erh\u00f6ht sich die Produktivit\u00e4t erheblich.
\nDas richtige Trennmittel stellt, neben der Trennwirkung, auch durch \u00dcbertragung von Trennmittel vom Formenwerkzeug auf das Bauteil die gew\u00fcnschten Oberfl\u00e4cheneigenschaften wie Optik und Haptik ein. Dieses kann naturgem\u00e4\u00df keine trockene Beschichtung. Der f\u00fcr eine einwandfreie Entformung notwendige Anteil an Trennmittel l\u00e4sst sich jedoch durch den Einsatz der plasmapolymeren Trennschicht auf Formwerkzeugen um bis zu 80% reduzieren, ohne Haptik oder Optik negativ zu beeinflussen.
\nDie Durchf\u00fchrung der plasmapolymeren Beschichtung war zum Zeitpunkt der Antragstellung zeit- und damit kostenintensiv. Die mechanische Stabilit\u00e4t der abgeschiedenen Trennschichten erforderte einen vorsichtigen Umgang mit den beschichteten Formwerkzeugen, insbesondere in tiefen Hinterschnitten. Dies verhinderte h\u00e4ufig eine industrielle Einf\u00fchrung dieser umweltfreundlichen Technologie. Das Projektziel dieses Vorhabens war es daher, die Beschichtungszeit durch neuartige Beschichtungsprozesse deutlich zu verringern, ohne die Haltbarkeit oder Trennwirkung der plasmapolymeren Trennschichten herabzusetzen. Dieses Ziel konnte sehr erfolgreich erreicht werden und best\u00e4rkt die Hoffnung des Antragstellers, so eine breitere technische Anwendbarkeit der plasmapolymeren Trennschicht zu erm\u00f6glichen. Zus\u00e4tzlich konnte durch Modifikation der Schichtzusammensetzung die Abrasionsbest\u00e4ndigkeit der plasmapolymeren Trennschicht erh\u00f6ht werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
W\u00e4hrend der Projektlaufzeit wurden keine Ver\u00f6ffentlichungen publiziert oder Projektergebnisse auf Messen beworben. Es ist geplant, die Projektergebnisse erstmals auf der Fachausstellung Fakuma 2011 gemeinsam mit der DBU zu pr\u00e4sentieren.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Das Projekt konnte sehr erfolgreich beendet werden. Es gelang durch ein neuartiges Beschichtungsverfahren, die plasmapolymere Trennschicht mit einem um 75% verk\u00fcrzten Zeitaufwand abzuscheiden. Sowohl die Trennwirkung als auch die Lebensdauer dieser unter Hochratebedingungen abgeschiedenen plasmapolymeren Trennschicht konnten verbessert werden. Tiefe Hinterschnitte in Formwerkzeugen zeigen nach dem Beschichtungsvorgang unter Hochratebedingungen eine wesentlich h\u00f6here und einheitlichere Schichtst\u00e4rke. Zudem konnte durch die Erh\u00f6hung der Schichtst\u00e4rke die mechanische Best\u00e4ndigkeit erh\u00f6ht werden.
\nEs konnte nachgewiesen werden, dass durch den Einsatz der plasmapolymeren Trennschicht der Einsatz von fl\u00fcssigen Trennmitteln im Vergleich zur herk\u00f6mmlichen plasmapolymeren Trennschicht noch weiter reduziert werden konnte. Zus\u00e4tzlich gelang es durch das neue Beschichtungsverfahren, den Arbeitsaufwand der Formenreinigung bzw. der Nachbearbeitung der fertigen Formbauteile nochmals zu reduzieren. Dieses f\u00fchrt zu einem nochmals verringerten Verbrauch an daf\u00fcr n\u00f6tigen Reinigermengen.
\nObwohl die Gegebenheiten und Produktionsweisen der Kunststoffverarbeiter immer neu bewertet werden m\u00fcssen wenn ein Fertigungsprozess auf die plasmapolymere Trennschicht umgestellt werden soll, gelang es in diesem Projekt, den Grundstein f\u00fcr eine nachhaltige Umweltentlastung zu legen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Zu besseren und umweltfreundlicheren Entformungen von Kunststoffbauteilen werden schon heute durch den Antragsteller Werkzeugformen mit einer plasmapolymeren Trennschicht versehen. Der bisherige Beschichtungsprozess ist z. Z. sehr zeitaufw\u00e4ndig und verhindert z. T. die industrielle Einf\u00fchrung dieser umweltfreundlichen Technologie. Ziel dieses Vorhabens war es daher, die Beschichtungszeit durch neuartige Beschichtungsverfahren deutlich zu […]<\/p>\n","protected":false},"author":0,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[60,47,52,53],"class_list":["post-25137","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-bremen","tag-klimaschutz","tag-umweltforschung","tag-umwelttechnik"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"27133\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"A-27133.pdf","dbu_projektdatenbank_bsumme":"170.000,00","dbu_projektdatenbank_firma":"ACMOS CHEMIE KG","dbu_projektdatenbank_strasse":"Industriestr. 37 + 49","dbu_projektdatenbank_plz_str":"28199","dbu_projektdatenbank_ort_str":"Bremen","dbu_projektdatenbank_p_von":"2008-12-02 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"2011-12-07 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"3 Jahre","dbu_projektdatenbank_telefon":"0421\/5189-0","dbu_projektdatenbank_inet":"","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Bremen","dbu_projektdatenbank_foerderber":"115","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"DBU-Abschlussbericht-AZ-27133.pdf","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/25137","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/25137\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":38140,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/25137\/revisions\/38140"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=25137"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=25137"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=25137"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}