VaTuS: Gemeinsam Standards für Silikon-Thermoplast-Verbunde schaffen
Mit dem Forschungsprojekt VaTuS – Verbunde aus Thermoplast und Silikon startet eine neue Kooperation zwischen POLAR-FORM Werkzeugbau GmbH und dem Fachgebiet Kunststofftechnik der Universität Kassel. Das auf 24 Monate angelegte Vorhaben wird im Rahmen des Förderprogramms WIPANO – Wissenstransfer durch Normung und Standardisierung durchgeführt.
Silikon-Thermoplast-Verbundbauteile bieten großes Potenzial für anspruchsvolle Anwendungen – beispielsweise in der Automobilindustrie, Medizintechnik, Robotik und Automatisierung, im Anlagenbau sowie bei Konsumgütern. Im Mehrkomponentenspritzguss lassen sich die Eigenschaften der Thermoplastkomponente mit den vielseitigen Eigenschaften von Flüssigsilikonkautschuk (LSR) kombinieren. Gleichzeitig können Montageprozesse entfallen und Bauteile funktionsintegriert sowie wirtschaftlich in hohen Stückzahlen gefertigt werden.
Eine zentrale Herausforderung besteht jedoch bislang darin, die Haftung zwischen Silikon und Thermoplast zuverlässig und vergleichbar zu bewerten. Bestehende Prüfverfahren sind nur eingeschränkt auf die besonderen Eigenschaften von LSR-Thermoplast-Verbunden übertragbar. VaTuS setzt genau an dieser Stelle an und will eine spezifische, reproduzierbare Prüfmethodik für diese Materialverbunde entwickeln.
Von der Forschung zur industriellen Anwendung
Im Mittelpunkt des Projekts stehen unter anderem die Untersuchung geeigneter Materialkombinationen, Werkzeug- und Prozessparameter sowie der Einfluss von Vor- und Nachbehandlungen auf die Verbundhaftung und Langzeitbeständigkeit. Darüber hinaus werden simulationsgestützte Methoden auf Basis von Finite-Elemente-Modellierung und Spritzgießsimulation untersucht, um die Auslegung zukünftiger Bauteile effizienter und belastbarer zu gestalten.
Die Ergebnisse sollen schließlich in eine praxisorientierte Best-Practice-Dokumentation einfließen und als Grundlage für eine zukünftige standardisierte Prüfmethode dienen. Angestrebt wird unter anderem die Überführung der Erkenntnisse in eine neue Prüfnorm, beispielsweise eine DIN ISO 813-3. Dabei arbeitet das Projekt eng mit dem Wirtschaftsverband der deutschen Kautschukindustrie (wdk) und dem DIN-Normenausschuss Elastomer-Technik (NET) zusammen.
Wissenschaft und Werkzeugbau bündeln ihre Kompetenzen
Die Universität Kassel bringt ihre langjährige Forschungserfahrung bei Silikonkautschuken, Hart-Weich-Verbunden, Materialcharakterisierung und simulationsgestützter Auslegung in das Projekt ein. POLAR-FORM übernimmt insbesondere die anwendungsorientierte Betrachtung der Werkzeug- und Verfahrenstechnik und bringt seine umfangreiche Erfahrung im anspruchsvollen LSR-Thermoplast-Mehrkomponentenspritzguss ein.
Begleitet wird das Projekt zudem von zahlreichen assoziierten Partnern aus unterschiedlichen Bereichen der industriellen Wertschöpfungskette. Dadurch sollen die entwickelten Methoden von Beginn an, an realen Anforderungen ausgerichtet und ihre Praxistauglichkeit kontinuierlich überprüft werden.
Mehr Sicherheit und Effizienz für zukünftige 2K-Anwendungen
Mit VaTuS soll eine wichtige Grundlage geschaffen werden, um Silikon-Thermoplast-Verbundbauteile künftig sicherer, reproduzierbarer und effizienter entwickeln und fertigen zu können. Standardisierte Prüfverfahren und belastbare Auslegungsrichtlinien können Entwicklungszeiten verkürzen, Abstimmungsaufwände reduzieren und Ausschuss vermeiden. Gleichzeitig sollen insbesondere für kleinere und mittelständische Unternehmen die Einstiegshürden in diese anspruchsvolle Technologie sinken.
Für POLAR-FORM ist das Projekt damit ein weiterer Schritt, das eigene Know-how im Bereich anspruchsvoller Mehrkomponenten- und Silikonanwendungen gemeinsam mit Wissenschaft und Industrie weiterzuentwickeln – und die zukünftigen Standards für LSR-Thermoplast-Verbindungen aktiv mitzugestalten.