Leichte Entformung ohne Rückstände

Ohne Fett in der Kuchenform geht das Backen meist schief: Der Kuchen lässt sich nicht an einem Stück aus der Form lösen. Ähnlich ist es bei der Fertigung von faserverstärkten Kunststoffteilen wie Flugzeugflügeln: Bevor die Techniker das Gemisch aus Harz, Kunststoff und Textilfasern in die metallische Form geben, müssen sie vier bis sechs Schichten Trennmittel aufbringen – meist von Hand.

Wie beim Kuchen muss die Form für jedes Kunststoffteil erneut gefettet werden. Dazu dienen trennende Stoffen in einem Lösungsmittel, welches nach dem Auftragen verdampft. So kommt eine beachtliche Menge an Lösungsmitteln zusammen: Allein die europäische Polyurethan-Industrie, die die Autoindustrie beliefert – mit Schläuchen, Sitzen oder Armaturenbrettern -, emittiert viele Tausend Tonnen Kohlenwasserstoffe pro Jahr.

Forscher am Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Bremen haben nun gemeinsam mit der Acmos Chemie KG eine neuartige Beschichtung für die Metallformen entwickelt. „Unsere plasmapolymere Schicht muss erst nach dreißig bis hundert Zyklen erneuert werden – in einigen Anwendungen hält sie auch bis zu tausend Zyklen durch“, sagt Gregor Graßl, Projektleiter am IFAM. „Das beschleunigt die Fertigung und schont die Umwelt, da kein Lösungsmittel verdampft.“ Auch die Reinigung der Form nach jedem Bauteil geht schneller – es bleibt nicht mehr so viel daran haften. Ein weiterer Vorteil: Die fertigen Kunststoffteile müssen vor dem Lackieren nicht mehr abgeschliffen werden. Denn bisher klebte am Bauteil immer ein Teil des Trennmittels, auf dem nichts haften bleibt – also auch kein Lack oder Klebstoff. Damit entfällt neben dem Fetten der Form ein weiterer Arbeitsschritt.

Kleinere Formen, etwa für Flugzeugfenster-Verkleidungen, legen die Forscher zur Beschichtung ins Vakuum und zünden ein Plasma – ein ionisiertes Gas, wie es in Blitzen und Polarlichtern vorkommt. In das Plasma leiten sie ein Gas ein, dessen Moleküle gespalten werden und sich als Schicht auf der Metalloberfläche absetzen. „Große Bauteilformen wie 17 Meter lange Flügelschalen von Flugzeugen finden in Vakuumkammern keinen Platz. Daher fahren hier in einer weiteren IFAM-Neuentwicklung robotergesteuerte Düsen über die Form, aus denen das schichtbildende Gas strömt. Das Plasma wird in den Düsen gezündet“, sagt Graßl. Das Vakuumverfahren ist bereits in der ersten Serienanwendung, die Düsenvariante ist noch in der Entwicklung. Auf der Kunststoffmesse K2007 vom 24. bis 31. Oktober in Düsseldorf ist die Schicht zu sehen (Stand E91, Halle 3).

Ansprechpartner:
Gregor Grassl
Telefon: 04 21 / 22 46-4 33
Fax: 04 21 / 22 46-4 30
gra@ifam.fraunhofer.de
Klaus Vissing
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Fax: 04 21 / 22 46-4 30
vi@ifam.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM
Bereich Klebtechnik und Oberflächen
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