HAVER & BOECKER

Von PEEK zu HAVER AdPEEK®

Ein neues Compound übertrifft alle Erwartungen

Er zählt zu den beliebtesten und am häufigsten verwendeten Hochleistungskunststoffen: Polyetheretherketon (kurz PEEK) ist gegenüber fast allen organischen und anorganischen Chemikalien und Strahlungen beständig und eignet sich für den Einsatz in allen Branchen. Für die Umspritzung eines Gewebe-Hybridbauteils als Widerstands-Heizelement stieß die Verfahrenstechnik allerdings bei der Verarbeitung dieses Kunststoffes an ihre Grenzen.

Die Herausforderung

Dieses Widerstands-Heizelement entsteht aus einem sehr feinen Gewebestreifen mit einer Breite von 5,4 mm, der – mit einer Zinnfolie verpresst – sehr dünn mit Kunststoff umspritzt wird. Die hier vorgegebene Wandstärke von 0,6 mm lässt vor allem im Inneren des Bauteils keine Überspritzungen zu, da nur das Gewebe, nicht aber der Kunststoff eine Berührung zur Heizzone haben darf. Neben der materiellen Festigkeit zählt auch die oberflächliche Unversehrtheit zu den Anforderungen des Kunden, ergänzt durch die eigenen Erwartungen an einen ökonomischen und sicheren Herstellungsprozess seitens Haver & Boecker.

Entscheidend für die dünne Umspritzung ist die Fließfähigkeit des Kunststoffes und für diese wiederum eine hohe Schmelztemperatur der Spritzgießmaschinen.

Erste Testläufe mit dem Kunststoff PEEK brachten weitreichende negative Auswirkungen der hohen Temperaturen zum Vorschein, beginnend mit den Ausdünstungen und Ablagerungen des Kunststoffes im Werkzeug: Hohe Produktausschüsse aufgrund der Notwendigkeit zu hoher Entformungskräfte, oberflächliche Kunststofffehler und geschmolzene Zinnfolie waren die Folge. Längere Kühlzeiten und erhöhte Reinigungs- und Wartungsaufwendungen erschwerten die Erreichung der Zielvorgabe darüber hinaus aus der Sicht eines kontinuierlichen Serienprozesses.

Was nicht passt, wird passend gemacht

Hohe Standzeiten, geringe Ausbringungsmengen und fehlerhafte Bauteile waren die Folgen der obigen Missstände. Leider konnten weder Kunststoffhersteller noch renommierte Institute der Kunststofftechnik zu einer Lösung beitragen. Haver & Boecker zeichnete sich in der Vergangenheit oftmals darüber aus, Problemlösungen selbst zu entwickeln und auch in diesem Projekt führte diese Innovationsfreude zum Erfolg. Ein Team aus Mitarbeitern des eigenen Werkzeugbaus, der R&D, der Technikabteilung und den Experten aus der Kunststofftechnik beriet über neue werkzeug- und anlagenseitige Konzepte bis hin zur Optimierung des Kunststoffes.

Die Lösung: HAVER AdPEEK®

Nach einigen erfolgreichen Versuchsreihen lieferte der Kunststoff PEEK mit der Hinzugabe eines Additivs auf Silikonbasis frühzeitig vielversprechende Ergebnisse. Dieses Compound, später benannt und angemeldet als HAVER AdPEEK®, weist auch bei einer Senkung der Schmelztemperatur eine verbesserte Fließfähigkeit auf.

Auch die positiven Auswirkungen auf den kompletten Produktionsprozess beginnen mit den Ausdünstungen und Ablagerungen im Werkzeug, die sich – anders als zuvor – auf ein Minimum beschränken.

Letztendlich konnten alle zuvor diagnostizierten Nachteile in Vorteile umgewandelt werden:

Energieeffizientere und ressourcenschonendere Anlagennutzung.
Geringe Entformungskräfte, die nicht nur die Deformation der Bauteile vermeiden, sondern auch Anlagen und Werkzeuge langfristig schonen.
Keine Bindenähte und Erreichung der erforderlichen Baufestigkeit.

Um einen risikofreien Einsatz des Haver AdPEEKs® in allen Branchen gewährleisten zu können, und damit auch die Verwendung des Heizelements in der Medizin, mussten chemische und Giftstoff-Analysen während des Erhitzens des Hybridelements durchgeführt werden.

Letztendlich übertrafen die Ergebnisse nach iterativen Änderungen am Werkzeug und dem Ausbalancieren der einzelnen Kavitäten nicht nur die Erwartungen der Auftraggeber, sondern selbst die eigenen.