Innerhalb des vorliegenden Projektes wurden Beschichtungen entwickelt, die sowohl die Entformungskräfte im Spritzgussprozess gegenüber konventionellen Beschichtungen verringern, als auch vergleichsweise kostengünstig zu applizieren sind und eine einfache Wideraufbereitung erlauben. Im Projekt entwickelte Beschichtungen bestehen aus einer mikrostrukturierten Beschichtung aus Zinkoxid und einer molekularen Beschichtung basierend auf einem perfluorierten Silan.
Die elektrochemische Abscheidung von Zinkoxid wurde so detailliert untersucht, dass eine kontrollierte Abscheidung, mit bewusst gewählten Aspektverhältnissen der Beschichtung erhalten werden kann. Die wesentlichen Parameter sind hier die Konzentration des Präkursors und die Stromdichte.
Es wurden Verfahren zur Applikation der molekularen Beschichtung basierend auf perfluorierten Silanen entwickelt und zudem auch neue, nicht kommerziell erhältliche Silane synthetisiert.
Zudem wurde ein experimenteller Aufbau realisiert, der es erlaubt die Entformungskräfte eines becherförmigen Bauteils in einem Spritzgussprozess zu ermitteln. Durch ein wechselbares Werkzeug konnten die unterschiedlichen Beschichtungen hinsichtlich der resultierenden Entformungskraft untersucht werden.
Abbildung 1: Maximale Entformungskraft für konventionelle Beschichtungen (Dylyn, TiN) im Vergleich mit den im Projekt entwickelten Beschichtungen bei der Entformung eines Polyamid-Bauteils.
Abbildung 2: Bild des geöffneten Werkzeuges mit eingesetztem und beschichtetem Dorn (links). Skizze des entwickelten Versuchswerkzeugs (rechts).
Bearbeitet wurde das Forschungsthema von 12/2013 bis 03/2016 an der Universität Paderborn, Lehrstuhl für Technische und Makromolekulare Chemie (Warburger Straße 100, 33098 Paderborn, Tel. 05251/605725) unter der Leitung von Dr. Özlem Özcan (Leiter der Forschungsstelle: Prof. Dr.-Ing. habil. Guido Grundmeier), der Universität Paderborn, Institut für Kunststofftechnik, Lehrstuhl für Kunststofftechnologie (Warburger Straße 100, 33098 Paderborn, Tel. 05251/60-2300) unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Elmar Moritzer (Leiter der Forschungsstelle: Prof. Dr.-Ing. Elmar Moritzer) und der Montanuniversität Leoben, Lehrstuhl für Chemie der Kunststoffe (KC) (Otto-Göckel-Straße 2, A-8700 Leoben, Tel. 0043/3842 402-2311) unter der Leitung von Prof. Mag. Dr. techn. Wolfgang Kern (Leiter der Forschungsstelle: Prof. Dr. Wolfgang Kern)
Das IGF-Vorhaben Nr. 17993 N der Forschungsvereinigung Forschungs-Gesellschaft Verfahrens-Technik e.V., Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.