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Ziel des Verbundprojekts ist die Entwicklung eines innovativen Formgebungsverfahrens zur Erzeugung gebrauchsbeständiger Kunststoffkomponenten mit funktionalen Oberflächen (»nanoskin-Prozess«). Der »nanoskin-Prozess« kombiniert Spritzgieß- und Überflutungstechniken mit der Abformung nanostrukturierter Formenoberflächen und ermöglicht so erstmals die Herstellung von Chemikalien- und kratzbeständigen Kunststoffkomponenten wie entspiegelter Abdeckscheiben für Mobiltelefone, Visiere und Instrumenttafelabdeckungen.
Ermöglicht wird die Verfahrensentwicklung durch die Verknüpfung der verschiedenen Kompetenzen der Partner, und zwar Werkzeug- und Maschinenbau, Werkstoff- und Prozess-KnowHow, Entwicklung und Bereitstellung prozessangepasster Duroplaste sowie neuartiger atmosphärenplasmabasierter Regenerierungstechniken.
Der »nanoskin-Prozess« bietet das Potenzial, Kunststoffkomponenten für Anwendungsbereiche wie Automobil, consumer electronics und packaging mit geringer optischer Reflexion, hoher Transmission und hoher Beständigkeit gegen mechanische und chemische Beanspruchungen kostengünstig und in großer Stückzahl zu fertigen. Dabei wird die Kunststoffkomponente in einem zweistufigen Prozess in einer Anlage spritzgegossen, überflutet und funktionalisiert, wodurch klassische Lackier- und Beschichtungsschritte eingespart werden. Dies führt zu einer erheblichen Zeit-, Energie- und Kostenersparnis. Die Entspiegelung ermöglicht darüber hinaus neue Designfreiheiten.
Im Projekt ist es erstmals gelungen, anorganische und organische Schichtmaterialien in einem Hybridprozess derart zu kombinieren, dass eine nanostrukturierte Schicht mit günstigen Entformungseigenschaften auch gegenüber Polyurethan auf Werkzeugeinsätzen abgeschieden werden konnte. Die Kontur der Formenwände wurden mit hoher Genauigkeit in ein quervernetztes PU-System übertragen, welches im Gegensatz zu Thermoplasten zu einer erheblichen Verbesserung in der Beständigkeit der Strukturen führt.
Um die Werkzeuge im Prozess regenerieren zu können, wurde ein Konzept für ein Atmosphären-Plasma-basiertes Verfahren entwickelt, das eine in situ-Regenerierung der Werkzeugoberfläche ermöglicht.
Erste Demonstratoren mit entspiegelten, beständigen Oberflächen wurden bereits hergestellt. Die Projektergebnisse sollen dem Fachpublikum erstmals auf der FAKUMA 2009 vorgestellt werden.
Pressemitteilung vom 1. Mai 2010: Perfekt entspiegelt
Durch die inprocess-Funktionalisierung können entspiegelte Abdeckscheiben, Visiere und Sichtfenster kostengünstig und mit verbesserten Gebrauchsmerkmalen produziert werden. Weitere Anwendungsmöglichkeiten liegen in der Erzeugung mattierter Oberflächen mit hoher optischer Anmutung sowie in der medienabweisenden Funktionalisierung von Gefäßinnenwänden.
Krauss Maffei Technologies GmbH
www.kraussmaffei.com
Mast Kunststoffe GmbH & Co. KG
www.mast-kunststoffe.de
Rühl Puromer GmbH
www.ruehl-puromer.de
Krallmann Holding + Verwaltungs GmbH
www.krallmann.de
FHR Anlagenbau GmbH
www.fhr.de
Plasmatreat GmbH
www.plasmatreat.de
Hochschule Heilbronn, Polymer-Institut Kunststofftechnik
www.kunststoffe.hs-heilbronn.de
Das Forschungs- und Entwicklungsprojekt »nanoskin« mit dem Förderkennzeichen 16IN0502 wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWI) innerhalb des Rahmenkonzeptes »InnoNet - Förderung von innovativen Netzwerken« gefördert und vom Projektträger VDI/VDE betreut.
Laufzeit: 01.05.2007 bis 30.04.2010