Einleitung
Kunststoffe umgeben unseren Alltag. Auch in der Industrie sind sie zahlreich in Verwendung. Vorteile sind eine hohe Gewichtsersparnis und geringe Material- und Herstellungskosten. Dadurch bieten sie eine Alternative zu Stahl, Gusseisen oder Aluminium.
Ein etabliertes Verfahren zur Fertigung von Bauteilen aus Kunststoff ist das Urformen über Spritzguss. Dafür werden entsprechende Formeinsätze benötigt, welche aus Kunststoff herstellbar sind. Während des Spritzgussprozesses müssen die Formeinsätze hohen Temperaturen und Druckwechselbelastungen standhalten. Aktuell können die formgebenden Einsätze aus Kunststoff diesen Belastungen nur für kurze Zeit gerecht werden.
Im Projekt Meta3D soll eine Verlängerung der Standzeiten der Formeinsätze durch eine galvanisch abgeschiedene Metallschicht realisiert werden. Die Schwerpunkte der Forschungstätigkeit bilden die Aktivierung der Substrate und die Untersuchungen der Haftfestigkeit zwischen abgeschiedener Metallschicht und Substrat.
Insgesamt umfasst das Konsortium vier Einrichtungen, davon die Forschungseinrichtungen Hochschule Hof (Federführend) und Hochschule Mittweida, sowie die KMU Malping GmbH und SK Industriemodell GmbH.
Plastics surround us in our everyday lives. They are also widely used in industry. Their advantages are high weight savings and low material and manufacturing costs. They therefore offer an alternative to steel, cast iron or aluminium.
An established process for manufacturing plastic components is injection moulding. This requires appropriate mould inserts, which can be made from plastic. During the injection moulding process, the mould inserts must be able to withstand high temperatures and alternating pressure loads. Currently, plastic mould inserts can only withstand these loads for a short time.
The Meta3D project aims to extend the service life of the mould inserts by applying an electroplated metal layer. Research activities are focussed on activating the substrates and investigating the adhesive strength between the deposited metal layer and the substrate.
The consortium comprises a total of four institutions, including the research institutes Hof University of Applied Sciences (lead partner) and Mittweida University of Applied Sciences, as well as the SMEs Malping GmbH and SK Industriemodell GmbH.
Projektbeschreibung
Das Projekt beinhaltet das Metallisieren additiv gefertigter Kunststoffformeinsätze aus Hochleistungspolymeren oder Kunstharzen unterschiedlicher Werkstoffausführungen. Angewendet und verglichen werden verschiedene umweltverträgliche und ressourcenschonende Vorbehandlungsverfahren zu Mikroaufrauhung und Funktionalisierung der Kunststoffoberfläche. Angesetzt wird darauf eine Grundmetallisierung mittels physikalischer Gasphasenabscheidung gefolgt von einer galvanochemischen Metallisierung zur Verstärkung.
Ziel ist die Erhöhung der Standzeit mittels einer glatten haftfesten Metallschicht. Diese Schicht muss weiterhin auch temperaturwechselbeständig, homogen verteilt und druckbelastbar für den direkten Anwendungsfall des Spritzgießens sein.
Angestrebt wird so eine schnelle Herstellung von kostengünstigen Kunststoffformeinsätzen für den Spritzguss mit den Vorzügen einer Metalloberfläche unter umweltschonenden Prozessabläufen.
Project description
The project involves the metallisation of additively manufactured plastic mould inserts made from high-performance polymers or synthetic resins of different material designs. Various environmentally friendly and resource-saving pre-treatment processes for micro-roughening and functionalisation of the plastic surface are applied and compared. This is followed by a base metallisation using physical vapour deposition followed by galvanochemical metallisation for reinforcement.
The aim is to increase the service life by means of a smooth, adhesive metal layer. This layer must also be resistant to thermal shock, homogeneously distributed and pressure-resistant for direct injection moulding applications.
The aim is to quickly produce cost-effective plastic mould inserts for injection moulding with the advantages of a metal surface using environmentally friendly processes.
Projektlaufzeit: 07/24 – 06/26 (verlängert bis 08/26)
Ansprechpersonen
