„Im Idealfall kann die Maschine halb so groß sein“

Leichtbau
Bei Profoam wird das Kunststoffmaterial bereits vor der Spritzeinheit mit Treibfluid angereichert. Foto: Pöppelmann

Frank Schockemöhle berichtet über die Vorteile des Profoam-Verfahrens.

Pöppelmann ist ein langjähriger Kunde von Arburg und Experte auf dem Gebiet des physikalischen Schäumens. Seit 2017 setzt das Unternehmen mit Sitz in Lohne das Profoam-Verfahren zur Herstellung von Leichtbauteilen für die Automobilindustrie ein. Die Vorteile und Anwendungsbereiche erläutert Frank Schockemöhle, Leiter Entwicklung Pöppelmann K-Tech.

Welchen Stellenwert hat das Profoam-Verfahren bei Pöppelmann?
Frank Schockemöhle: Profoam gehört bei uns zu den Schlüsseltechnologien. Es ist mittlerweile so ausgereift, dass wir es in die alltägliche Spritzgießproduktion integriert haben. Wir haben Profoam wie die anderen von uns eingesetzten Leichtbauverfahren ganzheitlich bezüglich Artikelkonstruktion, Simulation, Werkzeugauslegung, Materialauswahl, Maschine, Prozessführung und Prüftechnologie ausgebaut.

„Profoam eignet sich besonders für technische Funktionsbauteile.­“, Frank Schockemöhle.

Sie haben das Mucell-Verfahren seit Längerem im Einsatz. Zusätzlich kam Profoam dazu. Wo liegen die Unterschiede?
Frank Schockemöhle: Wie immer haben beide Verfahren spezifische Vorzüge. Profoam eignet sich besonders für technische Funktionsbauteile. Ein großer Vorteil ist die Verwendbarkeit normaler Schneckengeometrien. So lässt sich dieses Verfahren auch bei kleinen Schneckendurchmessern und Artikelvolumen verwenden. Auch die Verarbeitung scherempfindlicher Ma­terialien ist problemlos möglich. Dem gegenüber steht ein erhöhter Gasverbrauch bei größeren Artikeln durch die Schleusentechnologie. Bei Mucell gibt es keine Beschränkung der Maschinengröße und auch der Gasverbrauch ist geringer. Aufgrund der Schneckengeometrien ist Mucell auf kleineren Maschinen allerdings nicht sinnvoll.

Frank Schocke­möhle, Leiter Entwicklung K-Tech, freut sich über die deutlich erhöhte Nachfrage nach Leichtbauteilen im Automotivebereich, in dem verstärkt das Profoam-Verfahren eingesetzt wird. Foto: Pöppelmann
Frank Schocke­möhle, Leiter Entwicklung K-Tech, freut sich über die deutlich erhöhte Nachfrage nach Leichtbauteilen im Automotivebereich, in dem verstärkt das Profoam-Verfahren eingesetzt wird.
Foto: Pöppelmann

Wie wirtschaftlich ist physikalisches Schäumen gegenüber den Standardverfahren?
Frank Schockemöhle: Die Wirtschaftlichkeit ist immer bauteilabhängig. Im Idealfall kann durch das richtige Verfahren die Größe der Maschine halbiert werden. Eine angepasste Artikelkonstruktion bringt Gewichtsreduktionen zwischen 10 und 30 Prozent. Das Schäumen mit Profoam oder Mucell kann weitere 7 bis 12 Prozent einbringen. Hinzu kommt schließlich auch ein geringerer Abstimmungsaufwand an der Maschine aufgrund einer geringeren Verzugsneigung. Nachteile sind allerdings eine verstärkte Schlierenbildung bei A‑Sichtteilen und die schwierigere Einhaltung der Norm UL94 bei Bauteilen mit Brandschutzausrüstung.

Wie beeinflussen Material, Auslegung und Oberflächen die Qualität der Bauteile?
Frank Schockemöhle: Ohne eine geeignete Artikelkonstruktion und auf das Verfahren abgestimmte Materialauswahl sind qualitativ hochwertige Bauteile nur bedingt prozesssicher herstellbar. Die Oberflächenbeschaffenheit der Werkzeuge hat einen großen Einfluss auf die Oberflächenqualität. Auch hier ist das Stichwort wieder „Schlierenbildung“.

„Durch eine angepasste Kons­truktion lassen sich zwischen 10 und 30 Prozent Gewicht einsparen.“, Frank Schocke­möhle.

Was ist bei der Werkzeugauslegung beziehungsweise Verarbeitung zu beachten?
Frank Schockemöhle: Die Werkzeugauslegung ist für alle physikalischen Schäumverfahren gleich. Diese sind mittlerweile prozesstechnisch so ausgereift, dass sie im Alltag zur Serienfertigung von Teilen eingesetzt werden können.

Wo liegt der Bedarf für Leichtbauteile?
Frank Schockemöhle: Bei Leichtbauverfahren geht es um ein reduziertes Teilegewicht bei gleichen oder besseren mechanischen Eigenschaften. Der Leichtbau gilt in vielen Branchen als Problemlöser – von Transport und Logistik über Medizintechnik und Verpackung bis zu Gebäudetechnik. Aktuell sehen wir eine hohe Nachfrage besonders im Automotivebereich, in dem wir verstärkt das Profoam-Verfahren ein­setzen.

Leichtbauverfahren bei Arburg
Mit dem physikalischen Schäumverfahren Profam von Arburg lassen sich leichte und gleichzeitig belastbare Bauteile herstellen. Das Kunststoffmaterial wird in einer Granulatschleuse bereits vor der Spritzeinheit mit Treibfluid angereichert. So lassen sich Kunststoffe sehr schonend verarbeiten, faserverstärkte Kunststoffe werden nicht durch zusätzliche Scherung belastet.
Die Reduktion des Teilegewichts bei gleichen oder besseren mechanischen Eigenschaften geht mit weiteren Vorteilen wie Kosteneinsparung, Effizienzsteigerung oder Ressourcenschonung einher.
Zusätzlich zum physikalischen Schäumverfahren Profoam bietet Arburg auch Mucell an. Hinzu kommen das Faser-Direkt-Compoundieren (FDC), das Partikelschaum-Verbundspritzgießen (PVSG) und das Funktionalisieren thermoplastischer Composites. Alle Leichtbauverfahren können im Kundencenter in Loßburg getestet werden.

Susanne Palm

Aufmacherbild: Pöppelmann