Überblick über die Zweifarben-Spritzgießtechnologie

Beim Zweikomponenten-Spritzgießen werden zwei unterschiedliche Kunststoffe in dieselbe Maschine eingespritzt und das Produkt in zwei Schritten geformt, bevor es in einem einzigen Arbeitsgang aus der Form entnommen wird. Dieses Verfahren wird auch als Zweikomponenten-Spritzgießen bezeichnet und kommt typischerweise mit einer einzigen Form zum Einsatz, erfordert jedoch in der Regel eine spezielle Zweikomponenten-Spritzgießmaschine.

Das Prinzip dieses Verfahrens beruht auf dem Einsatz einer einzigen Maschine mit zwei oder mehr Spritzeinheiten. Durch das abwechselnde Einspritzen von Kunststoffen unterschiedlicher Farben oder Materialien erhält das Produkt während des Formgebungsprozesses gleichzeitig zwei unterschiedliche Eigenschaften.

Produkte, die mit Zweifarbenformen hergestellt werden, profitieren von schnellen Formgebungs- und Verarbeitungsgeschwindigkeiten, gleichbleibender Qualität, hoher Festigkeit, ausgezeichneter Haltbarkeit und minimalen Passspalten, was zu einem hochwertigen Erscheinungsbild beiträgt. Darüber hinaus steigert dieses Verfahren die Effizienz und hilft, Kosten zu senken.

Materialbedarf
Beim Zweifarben-Spritzgießen müssen die verwendeten Materialien zwei grundlegende Kompatibilitätsbedingungen erfüllen: Haftungskompatibilität und Verarbeitungskompatibilität. Dies gewährleistet eine gute Verbindung der Materialien und eine effektive gemeinsame Verarbeitung.

Prozessanforderungen

• Konstruktion für die Doppel-Einspritzung von Hart- und Weichgummi:
  Die beiden Materialien benötigen einen deutlichen Unterschied in ihren Schmelzpunkten – empfohlen werden 60 °C, mit einem minimalen Unterschied von mindestens 30 °C. Das erste Spritzgussmaterial, typischerweise PC oder PC/ABS, sollte den höheren Schmelzpunkt aufweisen. Für den zweiten Spritzguss wird üblicherweise TPU oder TPE verwendet. Die PC-Schicht ist in der Regel 0,6–0,7 mm dick, während die Weichmaterialschicht mindestens 0,4 mm dick sein sollte.
  Um die Haftung zu maximieren, muss die Kontaktfläche vergrößert werden. Merkmale wie Rillen können dabei hilfreich sein, oder es kann für den ersten Spritzvorgang ein Kernziehmechanismus verwendet werden, der es dem Material des zweiten Spritzvorgangs ermöglicht, teilweise in das Material des ersten Spritzvorgangs einzuspritzen. Die Oberfläche der Form für den ersten Spritzvorgang sollte idealerweise rauer gestaltet sein, um die Verbindung zu verbessern.
• Konstruktion für transparente und nicht-transparente Doppelinjektion:
  • Anwendungen für kleine Linsen: Die erste Schicht sollte undurchsichtig sein, die zweite Schicht bildet die Linse. Für die erste Schicht wird Polycarbonat (PC) aufgrund seines hohen Schmelzpunktes bevorzugt, für die zweite Schicht PMMA.
  • Dekorative Anwendungen: Im ersten Durchgang wird undurchsichtiges, im zweiten transparentes Material verwendet. Für den undurchsichtigen ersten Durchgang wird üblicherweise hochtemperaturbeständiges Polycarbonat (PC) eingesetzt. PMMA oder PC sind typische Materialien für den transparenten zweiten Durchgang. Bei Verwendung von PC ist in der Regel eine UV-Schutzbeschichtung erforderlich. PMMA bietet Optionen wie UV-Beschichtung oder Oberflächenverstärkung; eine UV-Beschichtung ist obligatorisch, wenn Oberflächenstrukturen vorhanden sind.

Anforderungen an die Formgebung

• Die Kernform (weibliche Form) muss zwei unterschiedliche Formen aufweisen, die jeweils einen Teil des Produkts bilden, während die Kavitätsform (männliche Form) zwei identische Formen aufweisen muss.
• Wenn die vorderen und hinteren Formhälften um 180 Grad um die Mitte gedreht werden, müssen sie perfekt aufeinander ausgerichtet sein.
• Kritische Spezifikationen wie maximale und minimale Toleranzen für die Formklemmung sowie KO-Stiftabstände müssen sorgfältig überprüft werden.
• Bei Dreiplattenformen wird die Auslegung des Angusskanalsystems (Angusskanal/Bürette) für die automatische Entformung dringend empfohlen.
• Bei der Konstruktion des Kernwerkzeugs für den zweiten Spritzvorgang ist ein Freiraum (Hinterschnitt) vorzusehen, um zu verhindern, dass das zweite Kernwerkzeug die bereits geformte Produktoberfläche (Angussfläche) des ersten Spritzvorgangs beschädigt. Dies muss jedoch mit der erforderlichen Festigkeit in allen Dichtungsbereichen sorgfältig abgewogen werden.
• Durch etwas größere Abmessungen des im ersten Schuss geformten Produkts kann sichergestellt werden, dass es im zweiten Schuss enger an den Formhohlraum anliegt, wodurch die Abdichtung verbessert wird.
• Prüfen Sie sorgfältig, ob der plastische Fluss während der zweiten Einspritzung das zuerst geformte Produkt beeinträchtigen und möglicherweise dessen Oberflächenmerkmale verformen könnte.
• Bevor die Formhälften (A- und B-Platte) geschlossen werden, ist sicherzustellen, dass die vorderen Formschieber oder -heber nicht vorzeitig zurückgesetzt werden und das Produkt beschädigen.
• Die Anordnung der Kühlkanäle für Kern- und Kavitätenformen sollte umfassend und ausgewogen sein, um eine optimale Leistung zu gewährleisten.
• In den allermeisten Fällen wird zuerst das Hartplastikteil und anschließend das Weichplastikteil spritzgegossen. Diese Reihenfolge ist vorteilhaft, da weiche Materialien im zweiten Spritzgussvorgang anfälliger für Verformungen sind.

Dieses vielseitige Zweifarben-Spritzgießverfahren findet heute in nahezu allen Bereichen der Kunststoffproduktherstellung breite Anwendung, darunter Elektronik, Elektrowerkzeuge, Medizinprodukte und Haushaltsgeräte.