Thermoplast-Schaumspritzgießen für rezyklierfähige 2K-Softtouch-Sichtbauteile
Softtouch-Bauteile sind in vielen Anwendungsbereichen etabliert und beispielsweise aus dem Automobilinnenraum oder Sportgeräten nicht mehr wegzudenken. Allerdings bestehen solche Bauteile aus mehreren Komponenten, die untrennbar miteinander verbunden und nicht rezyklierbar sind. Insbesondere im Automobilbau nimmt durch die Bestrebungen der Europäischen Kommission zur Regulierung des Umgangs mit Altfahrzeugen (End-of-Life Vehicles) die Diskussion um Softtouch-Bauteile zu.
Daher soll im Projekt Foam2Cycle eine alternative Fertigungstechnologie entwickelt werden, mit der zukünftige gesetzliche Anforderungen an das Rezyklat auch bei Softtouch- und Sichtbauteilen erreicht und nachhaltigere Produkte erzeugt werden können. Hierbei ist eine integrierte Entwicklung eines Werkstoffes und einer Fertigungstechnik von entscheidender Bedeutung. Alternativ zu den bisherigen Werkstoffen PUR und PVC für Softtouch-Oberflächen sollen thermoplastische Elastomere für die Weichkomponente genutzt werden, die im Gegensatz zu PUR werkstofflich rezykliert werden können. Als Trägermaterial soll Polypropylen verwendet werden, woraus ein quasi Monomaterial-Werkstoffverbund entsteht.
Das Material soll zur Fertigung der Soft-Touch-Komponente in einen einem 2K-Schaumspritzgießprozess verarbeitet werden. Die am IKV entwickelte Verfahrensvariante nutzt zum Aufschäumen chemische Treibmittel. Das verwendete Spritzgießwerkzeug ist als atmendes Werkzeug ausgelegt, d. h. im Gegensatz zum klassischen Thermoplast-Schaumspritzgießen verändert sich das Kavitätsvolumen über den Zyklus (Abb. 1). Nach der vollständigen Füllung der Kavität wird zunächst ein kurzer Nachdruck aufgebracht, wodurch die Oberfläche der Kavität präzise und fehlerfrei abgeformt wird. Anschließend wird das Kavitätsvolumen vergrößert, und das Material im Inneren beginnt aufzuschäumen. Der Schäumgrad kann über die Öffnungsbewegung gezielt eingestellt werden und bestimmt die Haptik des Schaums.
Durch das Schäumen lässt sich die Dichte des Trägers um rund 8% und die des TPE um bis zu 80% reduzieren. Die beiden thermoplastischen Komponenten können nach dem Zerkleinern gemeinsam mechanisch recycelt werden. Da das Konzept auf etablierten Werkstoffen und Verfahren beruht, bietet es eine Grundlage für die Übertragung in die industrielle Fertigung. Die auf dem Messestand integrierte Inline-Prüfung demonstriert die Überwachung ausgewählter Bauteileigenschaften im laufenden Prozess.
© IKVProjektdaten und Förderung
Wir danken dem BMWE für die Förderung des Projekts im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM, Förderkennzeichen KK5158711) und den Projektpartnern für die Zusammenarbeit.
Projektlaufzeit: 01.06.2025 – 31.05.2027
