Thermoplastischer Schaumguss

Görlitz, 18. Januar 2023. Der gestern im Görlitzer Anzeiger veröffentlichte Beitrag über Kunststoffe und deren Wiederverwertung ist auf enormes Interesse gestoßen. Das ist für die Redaktion eine Bestätigung für ihre neuen Kriterien bei der Nachrichtenauswahl: Während seit dem Start des Görlitzer Anzeigers im Jahr 2005 zunächst lokale Meldungen im Fokus standen, hat sich die Nachrichtenwelt gewandelt: Längst trällern und dödeln Behörden und etwa Kultureinrichtungen selbst in unterschiedlichen Online Netzwerken herum und machen sich für Online Nachrichtenplattformen damit uninteressant. Ein Mangel herrscht jedoch bei Fachthemen insbesondere aus dem MINT-Bereich. Hier besteht steht nicht nur in Sachsen Bedarf an Fachleuten und vor allem an auszubildendem beziehungsweise studiertem Nachwuchs. Deshalb geht es heute noch einmal um Kunststoff, genauer gesagt um den Thermoplastischen Schaumguss.

Thermoplastischer Schaumstoff – passgenaue Bauteile ohne Spannungen

Innovationen im Bereich der Bauteile ermöglichen passgenaues und leichteres Bauen und Konstruieren. Schaumstoffe sind für Formteile für das Bauen häufig verwendete Materialien, die dem Spritzguss jedoch Probleme bereiten können – insbesondere wegen Differenzen im Schwundverhalten der unterschiedlichen Konstruktionsdetails. Thermoplastischer Schaumguss (kurz TSG) kompensiert diese Schwundunterschiede und ermöglicht effektiveres Bauen denn je. Welche Vorteile TSG außerdem noch hat und bei welchen Vorhaben sich diese Materialwahl besonders lohnt, das hat sich der Görlitzer Anzeiger näher angeschaut.

Bewahren der werkstoffspezifischen Eigenschaften

Spritzgussteile gehören zu den vielseitigsten und preisgünstigsten Serienbauteilen. Aufgrund ihrer spezifischen Konstruktionsanforderungen sind jedoch viele Formteile von unterschiedlichen Wandstärken, unerwünschten Materialanhäufungen und Verrippungen geprägt. Dies führt zu teilweise unüberwindbaren Problemzonen im Spritzgussteil. Sind die Wandstärken zu verschieden oder Verrippungen zu stark, scheitern ganze Konstruktionsideen.

Thermoplastischer Schaumguss löst dieses Problem durch ein überwiegend kompaktes Gefüge. Dieses ist durchschnittlich um etwa drei bis fünf, teilweise bis zu zehn Prozent expandiert. Schwunddifferenzen innerhalb des Spritzgussteiles werden dadurch kompensiert, was wiederum die speziellen Eigenschaften eines Werkstoffes bewahrt. Dies sorgt letztlich dafür, dass Konstruktionsideen ohne unerwünschte Eigenspannungen oder Einfallstellen umgesetzt werden können. Mit Thermoplasten gelingen in vielen Fällen auch Vorhaben, die mit anderen Spritzgussen schwierig geworden beziehungsweise nicht umsetzbar gewesen wären.

TSG – ein Material mit ausgeglichenem Spannungshaushalt

Formteile, die mit TSG Spritzguss gefertigt sind, zeichnen sich durch einen weitgehend ausgeglichenen Spannungshaushalt aus. Die Nachdruckphase, die für Spritzgüsse sonst üblich ist, ist bei diesem Material nicht nötig. Damit entfällt weiterhin der bis zu 1.000 bar hohe Druck, der Spannungen im Bauteil erzeugt.

Insgesamt ermöglicht das TSG-Verfahren, auch Thermoplast-Schaum-Spritzgießen genannt, extreme Wandstärkensprünge, zudem ungünstige Verhältnisse zwischen Fließweg und Wanddicken sowie präzise Ausgestaltung von Details und Konturen.

Weitere Vorteile von TSG Spritzguss

Thermoplastischer Schaumstoff bietet eine ganze Bandbreite an Vorteilen für den Anwender. Mit dem TSG Spritzguss sind Materialanhäufungen zulässig, da durch sie keine Einfallstellen mehr entstehen. Als Einfallstellen werden Einwölbungen an der Oberfläche als Folge von Lunkern bezeichnet.

Auch das Erstellen von Hybrid-Bauteilen ist möglich. Der Verbund mit anderen Materialien wie Metall, anderen Thermoplasten und Keramik stellt kein Problem dar. Das erweitert die Möglichkeiten des Konstrukteurs enorm. Außerdem sind die Oberflächen der Formteile lackierfähig. Wer lackieren möchte, greift dabei am besten zu Farblacken und EMV-Abschirmungen.

Die Palette der für thermoplastischen Schaumstoff einsatzbaren Thermoplaste ist besonders breit. Dieser Faktor unterstützt die Vielseitigkeit der TSG Technologie. Da die Formen außerdem besonders günstig sind, können Anwender für das Design noch mehr Diversität nutzen. Außerdem senkt diese günstige Spritzgussvariante die Gesamtkosten des Vorhabens: Da Bauvorhaben schnell kostspielig werden können, ist dieser Punkt nicht zu unterschätzen. Allerdings besteht der Preisvorteil vor allem bei kleineren und mittleren Bedarfsmengen. Handelt es sich um ein Vorhaben, das größere Mengen benötigt, sind andere Thermoplaste möglicherweise vorteilhafter.

TSG Formen bestehen in der Regel aus vollständig wiederverwertbarem Aluminium. Die Thermoplaste sind überwiegend frei von Fluorkohlenwasserstoffen (FCKW) und ebenfalls recycelfähig.

Unter dem Strich: Thermoplastischer Schaumguss kann sich lohnen

Im Vergleich zu ähnlichen Verfahren hat TSG einige Vorteile. Insbesondere die breiten Anwendungsmöglichkeiten, der Erhalt der werkstoffspezifischen Eigenschaften sowie der ausgeglichene Spannungshaushalt sind nennenswerte Vorteile. Thermoplastischer Schaumguss ist außerdem häufig günstiger in der Produktion.

Da in aller Regel die Lieferzeiten von Formen und Thermoplasten kurz sind, können sich Anwender gegebenenfalls kurzfristig für neue Designs entscheiden. TSG lohnt sich vor allem bei Formen, die detailgetreu und konturengetreu gefertigt werden müssen. Letztlich spielt auch die Recycelfähigkeit eine Rolle in der Gesamtbewertung. Für moderne Konstruktionsvorhaben ist TSG eine optimale Lösung – insbesondere dort, wo kleine oder mittlere Stückzahlen gefragt sind.